DE102005013252A1 - Ablation program establishing method for correcting ametropia of human eye, involves establishing ablation program based on water concentration of surface to be ablated and pre-compensated set-point ablation profile - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung eines Ablationsprogramms für die Ablation von wasserhaltigem Material von einer Oberfläche eines Körpers gemäß einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil durch die Abgabe von Pulsen eines gepulsten Laserstrahls auf die Oberfläche, ein Verfahren zur Bildung von Steuersignalen zur Steuerung einer Laserablationsvorrichtung zur Ablation von wasserhaltigem Material von einer Oberfläche eines Körpers gemäß einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil mittels Pulsen eines von der Laserablationsvorrichtung abgegebenen gepulsten Laserstrahls, sowie Mittel zur Durchführung dieser Verfahren.The The present invention relates to a method of construction an ablation program for the Ablation of hydrous material from a surface of a body according to one predetermined target ablation profile by the delivery of pulses of a pulsed laser beam on the surface, a method of formation control signals for controlling a laser ablation device for ablating water containing material from a surface of a body according to one predetermined target ablation profile by means of pulses of one of the laser ablation device emitted pulsed laser beam, and means for performing this Method.
Die Ablation, das heißt die Abtragung, von Material von einer Oberfläche eines Körpers mittels eines gepulsten Laserstrahls ist grundsätzlich bekannt. Bei der Ablation wird Laserstrahlung bzw. ein Laserstrahl auf die zu ablatierende Oberfläche gelenkt, an der Material des Körpers wenigstens einen Teil der Laserstrahlung absorbiert und bei hinreichender Intensität bzw. hinreichendem Energieeintrag von der Oberfläche entfernt wird. Die Laserablation kann daher dazu eingesetzt werden, einen Körper berührungslos mit hoher Genauigkeit, insbesondere auch bei nur geringen Abtragstiefen, zu formen.The Ablation, that is the removal of material from a surface of a body by means of a pulsed Laser beam is basically known. The ablation becomes laser radiation or a laser beam on the surface to be ablated directed, on the material of the body absorbed at least a portion of the laser radiation and at sufficient intensity or sufficient energy input is removed from the surface. The laser ablation can therefore be used to contact a body without contact with high accuracy, especially at low ablation depths, to shape.
Zur Formgebung sind verschiedene Verfahren der Laserablation bekannt. Bei einer Variante, die sich zum Abtrag von einem im Ablationsbereich näherungsweise sphärischen Körper eignet, werden Laserstrahlpulse auf die Oberfläche gelenkt, wobei gemäß einem vorgegebenen Ablationsprogramm der Zielort, auf den der jeweilige Puls gelenkt werden soll, und die Form und Größe des Strahlquerschnitts auf der Oberfläche, eingestellt werden. Häufig ist dabei der Zielort für alle Pulse konstant und wird dann nicht explizit angegeben.to Shaping various methods of laser ablation are known. In a variant that is responsible for the removal of one in the ablation area approximately spherical body is suitable, laser beam pulses are directed to the surface, wherein according to a predetermined ablation program of the destination to which the respective Pulse is to be steered, and the shape and size of the beam cross section the surface, be set. Often is the destination for all pulses are constant and will not be specified explicitly.
Bei einer anderen, besonders wichtigen Variante, die auch als "spot-scanning"-Verfahren bezeichnet wird, wird Material von der Oberfläche abgetragen, indem ein gepulster Laserstrahl gemäß einem vorgegebenen Ablationsprogramm über die Oberfläche geführt wird. Unter dem Ablationsprogramm wird dabei eine Folge von Zielorten auf der Oberfläche bzw. von entsprechenden die Lagen der Zielorte wiedergebende Daten verstanden, auf die jeweils wenigstens ein Puls des Laserstrahls gelenkt werden soll. Sind die Strahl- bzw. Pulseigenschaften der verwendeten Laserstrahlung veränderbar, kann das Ablationsprogramm weiter wenigstens eine Angabe enthalten, die eine Strahl- oder Pulseigenschaft, insbesondere die Energie des Pulses oder die Fluence, das heißt die Energie des Pulses bezogen auf die bestrahlte Fläche ermittelt auf einer orthogonal zu der Richtung des Laserstrahls an der Oberfläche des Körpers angeordneten Ebene, angibt. Arbeitet der Laser während einer Ablation mit einer konstanten Pulsenergie bzw. Fluence, brauchen Daten, die die Pulsenergie oder Fluence angeben, nicht für jeden Puls bzw. Zielort angegeben zu werden.at another particularly important variant, also referred to as a "spot-scanning" method, becomes material from the surface ablated by a pulsed laser beam according to a predetermined ablation program on the surface guided becomes. Below the ablation program is a sequence of destinations on the surface or by corresponding data representing the locations of the destinations, be directed to the respective at least one pulse of the laser beam should. Are the beam or pulse properties of the laser radiation used variable, the ablation program may further contain at least one indication the one ray or pulse property, in particular the energy of the pulse or the fluence, that is to say the energy of the pulse on the irradiated area detected on an orthogonal to the direction of the laser beam on the surface of the body arranged level, indicating. Does the laser work during an ablation? constant pulse energy or fluence, need data that the pulse energy or Fluence, not for each pulse or destination to be specified.
Das Ablationsprogramm wird ausgehend von einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil ermittelt, d.h. der Angabe gewünschter Ablationstiefen bzw. Tiefen des Abtrags des zu ablatierenden Materials durch die Pulse in Abhängigkeit von dem Ort auf der Oberfläche. Zur Erstellung des Ablationsprogramms wird häufig davon ausgegangen, daß jeder Puls ein Einzelpuls-Ablationsvolumen abträgt, das durch den Querschnitt des Laserstrahls an der für diesen Zweck als orthogonal zur der Strahlrichtung angenommenen Oberfläche und durch die Ablationstiefe gegeben ist. Treffen mehrere Pulse an demselben Ort auf, summieren sich die Ablationstiefen, so daß insgesamt eine größere Tiefe erzielt wird. Das Ablationsprogramm wird nun so bestimmt, daß durch Abgabe der Pulse entsprechende Einzelpuls-Ablationsvolumina an den durch das Ablationsprogramm vorgegebenen Zielorten von der Oberfläche so abgetragen werden, daß insgesamt möglichst gut das gewünschte Soll-Ablationsprofil erreicht wird.The Ablation program is based on a predetermined target ablation profile determined, i. the indication of desired Ablation depths or depths of the ablation of the material to be ablated by the pulses in dependence from the place on the surface. To create the ablation program, it is often assumed that everyone Pulse a single pulse ablation volume ablates, that through the cross section of the laser beam at the for this Purpose as orthogonal to the beam direction assumed surface and given by the ablation depth. Meet several pulses at the same Place on, add up the ablation depths, so that in total a greater depth is achieved. The ablation program is now determined by Delivering the pulses corresponding single pulse ablation volumes to the ablated by the ablation program specified destinations from the surface so be that total preferably good the desired Target ablation profile is achieved.
Um durch die Ablation das gewünschte Ablationsprofil, das heißt das Soll-Ablationsprofil, möglichst genau zu erhalten, ist es wesentlich, daß bei der Erstellung des Ablationsprogramms die abtragende Wirkung eines einzelnen Pulses gut bekannt ist.Around by ablation the desired Ablation profile, that is the desired ablation profile, as accurately as possible It is essential that when creating the ablation program the erosive effect of a single pulse is well known.
Ein wichtiger Anwendungsbereich der Laserablation nach dem sogenannten „spot-scanning"-Verfahren ist die Laserablation von Kunststofflinsen, beispielsweise Kontaktlinsen, oder insbesondere auch von Hornhautgewebe bei der photorefraktiven Keratektomie (PRK) bzw. LASIK zur Korrektur von Fehlsichtigkeit insbesondere des menschlichen Auges.One important application of laser ablation according to the so-called "spot-scanning" method is the laser ablation of Plastic lenses, such as contact lenses, or in particular also of corneal tissue in photorefractive keratectomy (PRK) or LASIK for the correction of defective vision, in particular of the human Eye.
Bei der Behandlung der Fehlsichtigkeit des menschlichen Auges durch Ablation mit einem Excimerlaser wird die Cornea bzw. Hornhaut des Auges durch Ablation so geformt, daß ein refraktiver Fehler, der die Fehlsichtigkeit bedingt, möglichst weitgehend beseitigt wird. Mit konventionellen Verfahren kann die gewünschte Refraktion in etwa 95% der Fälle bis auf etwa +/- 1 Dioptrie genau erreicht werden.In the treatment of the refractive error of the human eye by ablation with an excimer laser, the cornea or cornea of the eye is shaped by ablation in such a way that a refractive error which causes defective vision is eliminated as far as possible. With conventional methods, the ge desired refraction in about 95% of cases to be exactly reached to about +/- 1 diopter.
In Einzelfällen können jedoch Nachtsichtprobleme und eine Reduktion der Kontrastempfindlichkeit beim Dämmerungssehen auftreten, die auf Änderungen in der Asphärizität der Hornhaut durch die laserchirurgische Behandlung zurückzuführen sind. Die Cornea ist bei einem gesunden bzw. nicht fehlsichtigen Auge eher gestreckt und weist eine negative Asphärizität mit Werte des Aspärizitätsparameters Q von etwa –0,25 auf. Diese Asphärizität kompensiert sphärische Aberrationen der Linse des Auges. Nach einer laserchirurgischen Behandlung von Kurzsichtigkeit ist die Cornea tendenziell eher abgeflacht, wobei die Asphärizität wesentlich größer ist als bei dem gesunden bzw. nicht fehlsichtigen Auge. Diese Abweichungen können wenigstens teilweise dadurch bedingt sein, daß das durch die Ablation erreichte Ist-Ablationsprofil von dem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil abweicht.In individual cases can however, night vision problems and a reduction of contrast sensitivity in twilight vision occur on changes in the asphericity of the cornea due to the laser surgical treatment. The cornea is at a healthy or non-refractive eye rather stretched and has a negative asphericity with values of the asparticity parameter Q of about -0.25. This asphericity compensates spherical Aberrations of the lens of the eye. After a laser surgery Treatment of myopia, the cornea tends to be flattened, the asphericity being essential is larger as in the healthy or non-refractive eye. These deviations can be at least partially due to that achieved by the ablation Actual ablation profile deviates from the predetermined target ablation profile.
Zur Verbesserung der Ablation sind in WO 95/27534 ein Verfahren und ein System zur Durchführung photorefraktiver Keratektomie zur Herstellung einer gewünschten refraktiven Korrektur des Cornea-Gewebes beschrieben. Das Verfahren und das System verwenden eine Steuerung der Wirkung von Flüssigkeit auf der Oberfläche der Cornea, um den störenden Einfluß der Flüssigkeit auf den gewünschten Ablationsprozeß unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Wasserhalts der Cornea zu reduzieren. Es wird vorgeschlagen, die mittlere Wiederholrate von auf die Cornea-Oberfläche abgegebenen Pulsen zu steuern, um ein Ansammlung der Flüssigkeit zwischen den Pulsen zu reduzieren, ohne die Cornea zu dehydrieren, oder eine erhöhte Fluence des auf die Cornea-Oberfläche abgegebenen Pulses zu wählen, um die Wirkung einer Ansammlung von Flüssigkeit an der Cornea-Oberfläche zu reduzieren. Weiter wird vorgeschlagen, daß vor der Abgabe eines zur Ablation vorgesehenen Pulses auf einen Ort diesem Verdampfungsenergie zugeführt wird.to Improvement of the ablation are in WO 95/27534 a method and a system for performing photorefractive Keratectomy to produce a desired refractive correction of the corneal tissue. Use the procedure and the system a control of the action of liquid on the surface of the Cornea, to the disturbing Influence of liquid to the desired Ablation process under simultaneous To maintain the water content of the cornea. It will proposed the mean repetition rate of delivered to the corneal surface To control pulses, an accumulation of fluid between the pulses reduce without dehydrating the cornea, or increased fluence of the on the cornea surface to choose the delivered pulse to reduce the effect of accumulation of fluid on the corneal surface. It is also proposed that before delivering a pulse for ablation to a location fed to this evaporation energy becomes.
Die bekannten Verfahren lassen jedoch noch Raum für die Verbesserung der Genauigkeit der Ablation durch Verwendung eines verbesserten Ablationsprogramms.The However, known methods still leave room for improving the accuracy ablation by using an improved ablation program.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erstellung eines Ablationsprogramms für die Ablation von wasserhaltigem Material von einer Oberfläche eines Körpers gemäß einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil durch die Abgabe von Pulsen eines gepulsten Laserstrahls auf die Oberfläche, zu schaffen, das durch die Eigenschaften des Körpers bedingte Abweichungen zwischen dem Soll-Ablationsprofil und dem tatsächlich bei Ablation unter Verwendung des Ablationsprogramms erzielten Ist-Ablationsprofil gering hält. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, Mittel zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.Of the The present invention is therefore based on the object, a method for the preparation of an ablation program for the ablation of hydrous Material from a surface of a body according to one predetermined target ablation profile by the delivery of pulses of a pulsed laser beam to the surface, to create that through the characteristics of the body conditional deviations between the desired ablation profile and the indeed actual ablation profile achieved during ablation using the ablation program keeps low. Another object of the invention is to provide Means of implementation of the method.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erstellung eines Ablationsprogramms für die Ablation von wasserhaltigem Material von einer Oberfläche eines Körpers gemäß einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil durch die Abgabe von Pulsen eines gepulsten Laserstrahls auf die Oberfläche, bei dem das Ablationsprogramm ausgehend von dem Soll-Ablationsprofil unter Berücksichtigung eines Wassergehalts des zu ablatierenden Materials erstellt wird.The Task is solved by a method of creating an ablation program for the ablation of aqueous material from a surface of a body according to a predetermined target ablation profile by the delivery of pulses of a pulsed laser beam to the Surface, where the ablation program is based on the desired ablation profile considering a water content of the ablatierenden material is created.
Unter einem Ablationsprogramm, insbesondere dem mittels des erfindungsgemäßen Erstellungsverfahrens erstellten, zur Ablation zu verwendenden Ablationsprogramm wird, wie eingangs beschrieben, wenigstens eine Angabe einer Folge von Strahlformen eines gepulsten Laserstrahls und/oder Zielorten oder -richtungen verstanden, mit denen bzw. auf die bzw. in die Pulse des Laserstrahls abgegeben werden. Zusätzlich kann das Ablationsprogramm entweder für die gesamte Folge einen Wert der Pulsenergie bzw. Fluence oder für jeden Puls oder Gruppen von Pulsen jeweils einen Wert der für den Puls bzw. die Pulsgruppe zu verwendenden Pulsenergie bzw. Fluence enthalten oder vorgeben. In dem zweiten Fall können die Werte abhängig vom Zielort sein. Unter dem Ablationsprofil wird dabei eine Angabe der Tiefe der Ablation in Abhängigkeit vom Ort auf der Oberfläche oder von einer Richtung des Laserstrahls bezogen auf den Körper verstanden. Es kann sich also um ein gewünschtes, theoretisches oder tatsächliches Profil handeln.Under an ablation program, in particular the ablation program according to the invention becomes an ablation program to be used for ablation, as described above, at least one statement of a sequence of Beam shaping of a pulsed laser beam and / or target locations or -directions understood with those or on the or in the pulses of the laser beam are emitted. Additionally, the ablation program either for the entire sequence a value of the pulse energy or fluence or for each Pulse or groups of pulses each have a value of that for the pulse or the pulse group to be used pulse energy or Fluence or pretend. In the second case, the values may vary depending on the destination be. Below the ablation profile is an indication of the depth depending on the ablation from the place on the surface or understood from a direction of the laser beam with respect to the body. So it can be a desired, theoretical or actual Act profile.
Das Verfahren ist zur Erstellung eines Ablationsprogramms geht aus von einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil. Das Soll-Ablationsprofil kann in beliebiger Weise angegeben werden. Beispielsweise kann es durch Punkte auf einem vorgegebenen Punktraster in einer Bezugsebene und den Punkten jeweils zugeordnete Ablationstiefenangaben gegeben sein. Es ist jedoch auch möglich das Soll-Ablationsprofil durch wenigstens eine durch wenigstens einen Funktionsparameter parametrisierte Funktion und einen Wert des Funktionsparameters anzugeben, wobei die Funktion und der Wert des Funktionsparameters so gewählt sind, daß die Funktion in Abhängigkeit von dem Wert des Funktionsparameters und vom Ort in der Bezugsebene die Ablationstiefe angibt. Bei einer Darstellung durch Funktionen können beispielsweise Polynome, Splines, Zernike-Polynome oder andere Darstellungen verwendet werden.The procedure for creating an ablation program is based on a predetermined target ablation profile. The desired ablation profile can be specified in any manner. For example, points on a given dot matrix in a reference plane and the points respectively assigned ablation depth data may be given. However, it is also possible to specify the desired ablation profile by at least one function parameterized by at least one function parameter and a value of the function parameter, wherein the function and the value of the function parameter are chosen such that the function depends on the value of the function parameter and on location in the reference plane the Ab indicates the depth of When represented by functions, polynomials, splines, Zernike polynomials or other representations may be used, for example.
Das Verfahren ist zur Erstellung eines Ablationsprogramms zur Ablation von wasserhaltigem Material vorgesehen. Das Wasser kann dabei in beliebiger Konzentration oder mit einem beliebigen Gewichts- oder Volumenanteil in dem Material enthalten sein, wobei das Material jedoch als wenigstens auf einer Zeitskala von Minuten im wesentlichen formstabil angenommen wird. Das Wasser kann dabei in eine Matrix eingelagert oder, vorzugsweise physikalisch, an einen weiteren Stoff des Materials gebunden sein. Insbesondere kann es sich bei dem Material um biologisches Gewebe handeln. Besondere bevorzugt kann das Verfahren für die Ablation von Material der Cornea des menschlichen Auges verwendet werden. Zur Berücksichtigung des Wassergehalts kann dieser insbesondere in Form entsprechender Daten gegeben sein. Das Wasser kann selbstverständlich noch weitere Stoffe beinhalten, beispielsweise Salze oder andere gelöste Stoffe.The Method is to create an ablation program for ablation provided by hydrous material. The water can be in of any concentration or with any weight or weight Volume fraction may be contained in the material, wherein the material however, at least substantially on a time scale of minutes dimensionally stable. The water can be in a matrix embedded or, preferably physically, to another substance be bound to the material. In particular, it may be in the material to act on biological tissue. Particular preference may be given to the process for the Ablation of material used by the cornea of the human eye become. For consideration the water content of this can in particular in the form of appropriate Be given data. The water can, of course, other substances include, for example, salts or other solutes.
Die Erfindung beruht unter anderem auf dem Gedanken, daß die mit Abgabe eines Laserpulses auf den Körper bewirkte Ablationstiefe, bis zu der mit dem einzelnen Laserpuls Material ablatiert wird, von dem Wassergehalt in dem zu ablatierenden Volumen abhängt. Diese Abhängigkeit könnte beispielsweise dadurch bedingt sein, daß zur Ablation die Energie eines Pulses zur Ablösung des gesamten Materials einschließlich des darin enthaltenen Wassers dient. Das Wasser kann eine andere Absorption für die Laserstrahlung und eine andere Verdampfungswärme aufweisen als wenigstens ein anderer Stoff, den das Material umfaßt. Ändert sich der Wassergehalt, können sich aufgrund der geänderten Zusammensetzung des Materials auch dessen Ablationseigenschaften ändern.The Invention is based inter alia on the idea that with Delivery of a laser pulse to the body caused ablation depth, up to which material is ablated with the single laser pulse, depends on the water content in the volume to be ablated. These dependence could For example, be conditional that the ablation energy a pulse for detachment of the entire material including the material contained therein Water serves. The water may have a different absorption for the laser radiation and another heat of vaporization have as at least one other substance, which comprises the material. Changes the water content, can due to the changed Composition of the material also change its ablation properties.
Der Wassergehalt wird nun bei der Erstellung des Ablationsprogramms vorzugsweise derart berücksichtigt, daß das bei einer Ablation entsprechend dem Ablationsprogramm erzielte Ist-Ablationsprofil möglichst gut dem Soll-Ablationsprofil entspricht. Ziel ist dabei in erster Linie die Berücksichtigung des Wassergehalts als Vorgabe für die Vorgabe der Eigenschaften und Zielorte abzugebenden Pulse, nicht aber die Beeinflussung des Wassergehalts beispielsweise in dem Sinn, daß dieser konstant gehalten wird. Es wird also nicht versucht, durch Wahl der Ablationsbedingungen den Wassergehalt des Körpers, beispielsweise der Cornea oder einen Flüssigkeitsfilm auf dem Körper möglichst konstant zu halten, sondern es wird das Ablationsprogramm dem vorgefundenen oder dem erwarteten Wassergehalt des Körpers angepaßt.Of the Water content will now be used when creating the ablation program preferably considered in such a way that this In the case of an ablation according to the ablation program, the actual ablation profile achieved as well as possible corresponds to the desired ablation profile. The goal is first and foremost the consideration of the water content as a guideline for the specification of the characteristics and destinations to be delivered pulses, not but influencing the water content for example in the sense that this is kept constant. So it is not tried by choice the ablation conditions the water content of the body, such as the cornea or a liquid film on the body preferably constant, but the ablation program will be found or the expected water content of the body.
Die Berücksichtigung des Wassergehalts kann insbesondere in der Form erfolgen, daß die Abhängigkeit der ablatierenden Wirkung eines Pulses von dem Wassergehalt, insbesondere einer Variation des Wassergehalts, und gegebenenfalls zusätzlich der Änderung des Wassergehalts durch die Ablation erfaßt wird. Variationen des Wassergehalts können insbesondere zum einen bei einem Körper örtlich und im Verlauf der Ablation, also zeitlich, und zum anderen zwischen mehreren Körpern als Abweichung von einem typischen, beispielsweise statistischen, Mittelwert auftreten.The consideration the water content can be carried out in particular in the form that the dependency the ablating effect of a pulse on the water content, in particular a variation of the water content, and optionally in addition the change the water content is detected by the ablation. Variations of the water content can especially for a body locally and during the course of the ablation, temporally, and then between several bodies as Deviation from a typical, for example statistical, mean occur.
Die Berücksichtigung des Wassergehalts erlaubt die Erstellung eines Ablationsprogramms, das bei Ablation zu einem Ist-Ablationsprofil führt, das dem Soll-Ablationsprofil auch bei von Ablation zu Ablation variierenden Wassergehalten oder bei in dem Material variierenden Wassergehalten sehr nahe kommt oder mit diesem übereinstimmt. Dies ist insbesondere bei Ablation an biologischem Gewebe von großem Vorteil. The consideration the water content allows the creation of an ablation program, which results in ablation to an actual ablation profile that the target ablation profile also in varying from ablation to ablation water levels or comes very close to varying in the material water contents or matches this. This is particularly advantageous when ablating on biological tissue.
Das Ablationsprogramm kann noch von weiteren Größen abhängen, beispielsweise von Strahlparametern wie dem Strahldurchmesser an der Oberfläche des Körpers, der verwendeten Pulsenergie oder Fluence, der Pulswiederholrate, sowie von weiteren Materialeigenschaften des zu ablatierenden Materials.The Ablation program may still depend on other variables, such as beam parameters like the beam diameter at the surface of the body, the pulse energy used or Fluence, the pulse repetition rate, as well as other material properties of the material to be ablated.
Das erfindungsgemäße Erstellungsverfahren kann mittels einer erfindungsgemäßen Erstellungsvorrichtung durchgeführt werden. Eine solche Vorrichtung zur Erstellung eines Ablationsprogramms für die Ablation von wasserhaltigem Material von einer Oberfläche eines Körpers gemäß einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil durch die Abgabe von Pulsen eines über die Oberfläche geführten, gepulsten Laserstrahls auf die Oberfläche, umfaßt eine Datenverarbeitungseinrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erstellung eines Ablationsprogramms ausgebildet ist.The inventive preparation method can by means of a creation device according to the invention carried out become. Such a device for creating an ablation program for the Ablation of hydrous material from a surface of a body according to one predetermined target ablation profile by the delivery of pulses over the surface guided pulsed laser beam to the surface comprises a data processing device, to carry out the method according to the invention is designed to create an ablation program.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann insbesondere einen Prozessor zur Abarbeitung eines Computerprogramms aufweisen, mittels dessen das Ablationsprogramm entsprechend dem erfindungsgemäßen Erstellungsverfahren erstellbar ist, wenn das Computerprogramm auf dem Computer ausgeführt wird, sowie einen Speicher, in dem das Programm gespeichert ist. Darüber hinaus kann die Datenverarbeitungseinrichtung noch über eine physische und/oder Software-Schnittstelle verfügen, über die das Soll-Ablationsprofil oder Daten zu dessen Berechnung in die Vorrichtung einlesbar bzw. eingebbar sind. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn bei verschiedenen Ablationen jeweils ein anderes Soll-Ablationsprofil verwendet werden soll.In particular, the data processing device can have a processor for processing a computer program, by means of which the ablation program can be created in accordance with the inventive construction method when the computer program is executed on the computer, and a memory in which the program is stored. In addition, the data processing device may still have a physical and / or software interface via which the desired ablation profile or data for its calculation into the device can be read in or entered. This is especially from before if a different target ablation profile is to be used for different ablations.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bildung von Steuersignalen zur Steuerung eines Lasers einer Laserablationsvorrichtung zur Abgabe eines gepulsten Laserstrahls und/oder einer Ablenkeinrichtung der Laserablationsvorrichtung zur Ablenkung des Laserstrahls, um wasserhaltiges Material von einer Oberfläche eines Körpers gemäß einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil mittels Pulsen eines gepulsten Laserstrahls zu ablatieren, bei dem mit dem erfindungsgemäßen Erstellungsverfahren ein Ablationsprogramm für das vorgegebene Soll-Ablationsprofil erstellt wird und entsprechend dem Ablationsprogramm Steuersignale an den Laser und/oder die Ablenkeinrichtung abgegeben werden.Another The invention relates to a method for forming control signals for controlling a laser of a laser ablation device for delivery a pulsed laser beam and / or a deflection of the Laser ablation device for deflecting the laser beam to hydrous Material from a surface of a body according to one predetermined target ablation profile by means of pulses of a pulsed Ablate laser beam, in which with the inventive production method an ablation program for the predetermined target ablation profile is created and accordingly the ablation program control signals to the laser and / or the deflector be delivered.
Dementsprechend ist Gegenstand der Erfindung auch eine Vorrichtung zur Bildung von Steuersignalen für einen Laser und/oder eine Ablenkeinrichtung einer Laserablationsvorrichtung, um wasserhaltiges Material von einer Oberfläche eines Körpers gemäß einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil mittels Pulsen eines gepulsten Laserstrahls zu ablatieren, wobei die Vorrichtung eine erfindungsgemäße Erstellungsvorrichtung zur Erstellung eines Ablationsprogramms aus dem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil und eine Steuereinrichtung zur Abgabe von Steuersignalen gemäß dem erstellten Ablationsprogramm an den Laser und/oder die Ablenkeinrichtung zur Ablenkung des von dem Laser abgegebenen Laserstrahls umfaßt.Accordingly the invention is also a device for the formation of Control signals for a laser and / or a deflection device of a laser ablation device, aqueous material from a surface of a body according to a predetermined target ablation profile ablate by pulses of a pulsed laser beam, wherein the device an inventive device for creating creation an ablation program from the given target ablation profile and a control device for outputting control signals in accordance with the created Ablation program to the laser and / or the deflector for Deflection of the laser beam emitted by the laser comprises.
Die Steuereinrichtung, mittels derer die Steuersignale gebildet und vorzugsweise abgegeben werden, kann dabei unabhängig von der Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet und mit dieser durch eine Datenverbindung zur Übermittlung des Ablationsprogramms verbunden sein. Vorzugsweise ist sie wenigstens teilweise durch Einrichtungen der Datenverarbeitungseinrichtung realisiert, mittels derer durch das Ablationsprogramm in Verbindung mit entsprechenden Schaltungen der Steuereinrichtung Steuerbefehle an den Laser und/oder die Ablenkeinrichtung abgegeben werden können, wodurch sich in vorteilhafter Weise ein besonders einfacher Aufbau ergibt. Die Ablenkeinrichtung und der Laser sind dabei in Abhängigkeit von dem von der Erstellungsvorrichtung erstellten Ablationsprogramm durch die gebildeten Steuersignale so steuerbar, daß Pulse des gepulsten, von dem Laser abgegebenen Laserstrahls auf entsprechende Zielorte auf der Oberfläche gelenkt werden.The Control device, by means of which the control signals are formed and can preferably be issued, it can be independent of the data processing device trained and with this by a data connection for transmission be connected to the ablation program. Preferably, it is at least partly by means of the data processing device realized by means of which through the ablation program in conjunction with corresponding circuits of the control device control commands can be delivered to the laser and / or the deflector, whereby advantageously results in a particularly simple structure. The deflector and the laser are dependent from the ablation program created by the authoring device controlled by the control signals formed so that pulses of the pulsed laser beam emitted by the laser beam to corresponding Destinations on the surface be steered.
Die Laserablationsvorrichtung kann insbesondere die Steuersignalbildungsvorrichtung umfassen, wodurch sich der Vorteil eines besonders kompakten Aufbaus ergibt. Vorzugsweise ist daher bei der Laserablationsvorrichtung der Laser und/oder die Ablenkeinrichtung mit der Steuereinrichtung über eine entsprechende Steuerverbindung verbunden.The Laser ablation apparatus may in particular the control signal forming device include, which gives the advantage of a particularly compact design results. Preferably, therefore, in the laser ablation device the laser and / or the deflection device with the control device via a corresponding control connection connected.
Eine Ablation nach dem eingangs bereits erwähnten "spot scanning"-Verfahren hat den Vorteil, daß einfach weitgehend beliebige Ablationsprofile ablatiert werden können. Das Erstellungsverfahren und die Erstellungsvorrichtung dienen daher vorzugsweise zur Erstellung eines Ablationsprogramms für die Ablation von wasserhaltigem Material von einer Oberfläche eines Körpers gemäß einem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil durch die Abgabe von Pulsen eines über die Oberfläche geführten gepulsten Laserstrahls auf die Oberfläche. Das Ablationsprogramm umfaßt dann vorzugsweise eine Folge von Zielorten oder -richtungen, mit denen bzw. auf die bzw. in die Pulse des Laserstrahls abgegeben werden. Werden nacheinander Pulse auf den gleichen Zielort abgegeben, braucht der Zielort nur einmal angegeben zu werden, wenn gleichzeitig die Anzahl der auf den Zielort abzugebenden Pulse angegeben wird.A Ablation according to the above-mentioned "spot scanning" method has the advantage that easy Extensive ablation profiles can be ablated. The Creation method and the creation device therefore serve preferably for creating an ablation program for the ablation of hydrous material from a surface of a body in accordance with a predetermined target ablation profile the delivery of pulses one over the surface out pulsed laser beam on the surface. The ablation program comprises then preferably a series of destinations or directions, with to which or on the or in the pulses of the laser beam become. If successive pulses are delivered to the same destination, the destination only needs to be given once, if at the same time the number of pulses to be delivered to the destination is indicated.
Prinzipiell kann es bei dem Erstellungsverfahren genügen, den Wassergehalt des Materials als konstant für das gesamte zu ablatierende Volumen anzunehmen. Es ist jedoch bevorzugt, daß bei der Erstellung des Ablationsprogramms der Wassergehalt in Abhängigkeit vom Ort auf der Oberfläche oder in einem zu ablatierenden Bereich berücksichtigt wird. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß zum einen lokale Unterschiede im Wassergehalt in dem zu ablatierenden Bereich, der durch das Soll-Ablationsprofil definiert ist, oder Volumen und zum anderen durch die Ablation hervorgerufene Unterschiede, beispielsweise zwischen den Rändern des ablatierenden Bereichs und dessen Zentrum, berücksichtigt werden können, was zu einer höheren Präzision der Ablation führt.in principle it may be sufficient in the creation process, the water content of the material as constant for to assume the entire volume to be ablated. However, it is preferable that at the creation of the ablation program the water content depending from the place on the surface or in an area to be ablated. This procedure has the advantage that for a local difference in water content in the area to be ablated, which is defined by the desired ablation profile, or volume and on the other by the ablation caused differences, for example between the edges of the ablating region and its center can be what a higher one Precision of Ablation leads.
Der Wassergehalt kann vorzugsweise dadurch bei der Erstellung des zur Ablation zu verwendenden Ablationsprogramms berücksichtigt werden, daß ein Modell verwendet wird, das die Abhängigkeit der durch wenigstens einen auf einen Zielort auf der Oberfläche abgegebenen Puls erzielten Ablationstiefe oder des durch wenigstens einen auf einen Zielort auf der Oberfläche abgegebenen Puls erzielten Ablationsvolumens von dem Wassergehalt des mit dem Puls zu ablatierenden Materials wiedergibt. Das Modell kann dabei insbesondere durch eine Funktion gegeben sein, die von einer von dem Wassergehalt abhängenden oder diesen wiedergebenden Größe abhängt und die Ablationstiefe für einen Puls des gepulsten Laserstrahls mit vorgegebenen Pulseigenschaften, z.B. gegebener Pulsenergie oder Fluence, wenigstens näherungsweise wiedergibt. Solche Modelle können aus theoretischen Überlegungen oder aus experimentellen Untersuchungen der Ablationstiefe oder des Ablationsvolumens bei Ablation mit einem Einzelpuls in Abhängigkeit von wenigstens dem Wassergehalt und nachfolgende Darstellung der Ergebnisse durch geeignete Funktionen gewonnen werden. Das Modell kann insbesondere in einem Verfahrensschritt oder in einem Computerprogramm, mittels dessen das Erstellungsverfahren durchgeführt wird, in der Weise berücksichtig werden, daß aus dem Modell hergeleitete Formeln mit Parametern des Modells bei Programmausführung ausgewertet werden.The water content may preferably be taken into account in preparing the ablation program to be used for ablation, by using a model that determines the dependence of the ablation depth achieved by at least one pulse delivered to a target site on the surface or at least one target location Surface emitted pulse reproduced ablation volume of the water content of the pulse to be ablated with the material reproduces. The model can be given in particular by a function that depends on a dependent on the water content or reproducing size and the Ablationstiefe for a pulse of the pulsed laser beam with vorge Been pulse characteristics, eg given pulse energy or Fluence, at least approximately reproduces. Such models can be obtained from theoretical considerations or from experimental studies of ablation depth or ablation volume in single-pulse ablation as a function of at least the water content, and subsequent presentation of the results by suitable functions. In particular, the model can be considered in a method step or in a computer program, by means of which the creation method is carried out, in such a way that formulas derived from the model are evaluated with parameters of the model during program execution.
Vorzugsweise enthält das Modell als Parameter eine Ablationsrate, die von dem Wassergehalt abhängig ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise berücksichtigt werden, daß der Wassergehalt die Ablationstiefe beeinflußt.Preferably contains the model as a parameter an ablation rate that depends on the water content dependent is. This can be taken into account in an advantageous manner that the water content influences the ablation depth.
Typischerweise führt nicht jeder Laserpuls zu einer Ablation. Vorzugsweise wird daher bei dem Verfahren ein Fluence-Schwellwert für die Ablation von Material von der Oberfläche des Körpers verwendet und der Schwellwert in Abhängigkeit von dem Wassergehalt ermittelt. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß auf einfache und kontrollierte Weise eine Wirkung des in dem Material enthaltenen Wassers darauf, ob überhaupt eine Ablation eintritt, berücksichtigt werden kann.typically, does not lead every laser pulse to an ablation. Preferably, therefore, in the Method a Fluence threshold for the ablation of material from the surface of the body used and the threshold value depending on the water content determined. This approach has the advantage of being simple and controlled Make an effect of the water contained in the material on it, if any Ablation occurs can be.
Angaben zu dem Wassergehalt in dem Material können auf unterschiedlich Art und Weise in das Verfahren einfließen. Dabei brauchen grundsätzlich nur entsprechende Daten verwendet zu werden. So kann ein fest vorgegebenes weiteres Modell für den Wassergehalt für einen vorgegebenen Materialtyp verwendet werden, wozu die Datenverarbeitungseinrichtung der Erstellungsvorrichtung ein entsprechendes in einem Speicher in der Erstellungsvorrichtung gespeichertes Programmmodul aufweisen kann, in dem das weitere Modell einschließlich entsprechender Parameterwerte fest codiert ist. Alternativ kann ein Parameterwert auch in einer Parameterdatei fest gespeichert sein.information to the water content in the material can vary on different kind and flow into the process. It basically only need appropriate data to be used. So can a fixed another model for the water content for a predetermined type of material may be used, including the data processing device the creation device a corresponding in a memory Having in the creation device stored program module can, in which the further model including appropriate parameter values is hard coded. Alternatively, a parameter value may also be in a parameter file be stored firmly.
Bereits auf einen Bereich des Körpers abgegebene Pulse können bereits einen Einfluß auf den Wassergehalt des Bereichs oder benachbarter Bereiche haben. Es ist daher bevorzugt, daß bei dem Erstellungsverfahren ein weiteres Modell verwendet wird, das für einen vorgegebenen Bereich des Materials den Einfluß von auf diesen Bereich oder benachbarte Bereiche aufgetroffenen Pulsen des gepulsten Laserstrahls auf den Wassergehalt wiedergibt. Das Modell braucht dabei den Einfluß nur näherungsweise wiederzugeben. Insbesondere kann das Modell den Einfluß dadurch wiedergeben, daß es von der Soll-Ablationstiefe in dem Bereich abhängt, die in guter Näherung der Anzahl der auf den Bereich abzugebenden Pulse, gegebenenfalls in nichtlinearer Weise, entspricht. Unter Bereich kann dabei insbesondere eine im wesentlichen orthogonal zu der Oberfläche verlaufende Säule von Material verstanden werden, die sukzessive durch auftreffende Pulse ablatiert wird, wobei sich der Wassergehalt in dem verbleibenden Teil der Säule durch die Ablation verändert. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß während der Ablation eine Messung des Wassergehalts nicht unbedingt notwendig ist. Das Ablationsprogramm berücksichtigt den Effekt bereits bei seiner Erstellung. Vorzugsweise sind das Modell für die Ablationstiefe oder das Ablationsvolumen und das weitere Modell so gewählt, daß mit zunehmender Soll-Ablationstiefe bzw. zunehmender Anzahl auf denselben Bereich abzugebender Pulse, die Ablationswirkung eines Pulses zunimmt, d.h. die durch einen Puls erzeugte Ablationstiefe bzw. das durch den Puls erzeugte Ablationsvolumen zunimmt. Hierdurch können insbesondere die Probleme bei der Korrektur von Kurz- oder Weitsichtigkeit mit konventionellen Ablationsverfahren reduziert werden, bei denen in Bereichen geringer Soll-Ablationstiefe die tatsächlich erreichte Ablation zu gering verglichen mit der Soll-Ablationstiefe ausfällt.Already on one area of the body delivered pulses can already an influence on have the water content of the area or adjacent areas. It is therefore preferred that at the creation process, a further model is used for one given area of the material influence of this area or adjacent areas of impinged pulses of the pulsed laser beam on the water content. The model needs the influence only approximately play. In particular, the model can influence it to reproduce that depends on the target ablation depth in the range that approximates the Number of pulses to be delivered to the area, possibly in nonlinear way, corresponds. Under range can be in particular a substantially orthogonal to the surface extending column of Material to be understood, which successively by impinging pulses is ablated, wherein the water content in the remaining Part of the column changed by the ablation. This procedure has the advantage that during the ablation a measurement the water content is not absolutely necessary. The ablation program considered the effect already at its creation. Preferably that is Model for the ablation depth or the ablation volume and the other model chosen so that with increasing target ablation depth or increasing number on the same Range of pulses to be delivered, the ablation effect of a pulse increases, i.e. the ablation depth generated by a pulse or by the ablation volume produced by the pulse increases. This allows in particular the problems with the correction of short or farsightedness with conventional ablation methods are reduced in which Areas of low target ablation depth actually achieved ablation too low compared to the target ablation depth fails.
Wenn jedoch Variationen im Wassergehalt des ansonsten im wesentlichen gleichen Materials bei verschiedenen Körpern auftreten können und/oder die Möglichkeit bestehen soll, Ablationsprogramme für die Ablation verschiedener Materialien erstellen zu können, werden bei dem Erstellungsverfahren vorzugsweise Daten erfaßt, die den Wassergehalt, insbesondere auf der Oberfläche oder in dem zu ablatierenden Bereich ortsaufgelöst, wiedergeben oder aus denen der Wassergehalt, insbesondere auf der Oberfläche oder in dem zu ablatierenden Bereich ortsaufgelöst, ermittelbar ist. Es ist dann bevorzugt, daß die Erstellungsvorrichtung eine Schnittstelle zum Erfassen von Daten umfaßt, die den Wassergehalt des Materials wiedergeben oder aus denen der Wassergehalt ermittelbar ist. Vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung zur Ermittlung des Wassergehalts aus den Daten, aus den der Wassergehalt des Materials ermittelbar ist, ausgebildet. Wird der Wassergehalt als im zu ablatierenden Bereich als konstant angenommen, kann es genügen nur einen entsprechenden Wert über die Schnittstelle einzulesen. Wird der Wassergehalt ortsaufgelöst berücksichtigt, können entsprechende Daten in Form eines Feldes von den Wassergehalt wiedergebenden Werten eines Parameters an vorgegebenen Stützstellen in dem zu ablatierenden Volumen oder auf einer Referenzfläche zur Beschreibung des Volumens gegeben sein. Alternativ ist möglich, den Wassergehalt durch eine parametrisierte, ortsabhängige Funktion wiederzugeben, indem die Werte der Parameter der Funktion vorgegeben werden.However, if variations in the water content of the otherwise substantially similar material may occur to different bodies and / or to be able to create ablation programs for the ablation of various materials, preferably data is collected in the method of preparation which determines the water content, particularly on the surface or spatially resolved in the area to be ablated, or from which the water content, in particular on the surface or in the area to be ablated, can be determined in a spatially resolved manner. It is then preferred that the generating device comprise an interface for acquiring data representing the water content of the material or from which the water content can be determined. Preferably, the data processing device is designed to determine the water content from the data from which the water content of the material can be determined. If the water content is assumed to be constant in the area to be ablated, it may be sufficient to read only a corresponding value via the interface. If the water content is considered spatially resolved, corresponding data in the form of a field can be given of values of a parameter representing water content at predetermined interpolation points in the volume to be ablated or on a reference surface for describing the volume. Alternatively, it is possible to adjust the water content through a parameterized, local dependent function by specifying the values of the parameters of the function.
Die Angaben zum Wassergehalt können auf unterschiedliche Art und Weise ermittelt werden. So ist es bei einer Ausführungsform bevorzugt, daß der Wassergehalt aus empirischen Untersuchungen verschiedener Proben des Materials ermittelt wird. Insbesondere können im Fall von biologischem Material Reihenuntersuchungen an Material bzw. Gewebe des gleichen Typs, aber von verschiedenen Individuen einer Spezies durchgeführt werden, bei denen ein mittlerer Wassergehalt ermittelt wird, der dann in die Erstellung des Ablationsprogramms einfließt. Insbesondere kann in diesem Fall angenommen werden, daß der Wassergehalt in dem gesamten zu behandelnden Gebiet näherungsweise konstant ist. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß es keine individuellen Daten über jeweils zu behandelnden Körper voraussetzt und daher einfach und schnell anwendbar ist. Insbesondere können entsprechende Werte fest in der Datenverarbeitungseinrichtung gespeichert sein, wobei jedoch auch eine Eingabe über eine zuvor erwähnte Schnittstelle möglich ist.The Information about the water content can be determined in different ways. That's how it is an embodiment preferred that the Water content from empirical investigations of different samples of the material is determined. In particular, in the case of biological Material screening of material or fabric of the same Type, but are performed by different individuals of a species, in which a mean water content is determined, which then in the creation of the ablation program is incorporated. In particular, in this Be assumed that the Water content in the entire area to be treated approximately is constant. This procedure has the advantage that there is no individual data about each body to be treated and therefore easy and quick to apply. Especially can corresponding values are stored permanently in the data processing device but also an input via an aforementioned interface possible is.
Im Verlaufe der Ablation kann sich der Wassergehalt des Materials unter Umständen durch die Ablation ändern. Es ist daher bei dem Erstellungsverfahren bevorzugt, daß zur Berücksichtigung des Wassergehalts bei der Erstellung des Ablationsprogramms ein Modell für den Wassergehalt oder die Änderung des Wassergehalts des Materials in Abhängigkeit von wenigstens der Anzahl und/oder Lage vorher auf den gleichen Ort und/oder benachbarte Orte abgegebener Pulse verwendet wird. In vorteilhafter Weise kann so eine Berücksichtigung der Änderung des Wassergehalts durch die Ablation erfolgen, ohne daß eine Messung des Wassergehalts während der Ablation notwendig ist. Werte gegebenenfalls in dem Modell auftretender Parameter können wie zuvor beispielsweise empirisch bestimmt werden.in the Over the course of the ablation, the water content of the material may submerge circumstances change through the ablation. It is therefore preferred in the method of construction that for consideration the water content during the creation of the ablation program Model for the water content or the change the water content of the material as a function of at least the Number and / or location previously on the same place and / or adjacent Places emitted pulses is used. In an advantageous way such a consideration the change the water content by ablation done without a measurement the water content during ablation is necessary. Values possibly occurring in the model Parameters can as previously determined empirically, for example.
Um eine hohe Genauigkeit der Ablation, d.h. eine geringe Abweichung zwischen Soll-Ablationsprofil und durch die Ablation gemäß dem erstellten und zu verwendenden Ablationsprogramm erzieltem Ist-Ablationsprofil zu erhalten, ist es jedoch bevorzugt, daß bei dem Erstellungsverfahren der Wassergehalt aus an dem Körper gemessenen Daten ermittelt wird. Dies hat den Vorteil, daß keine Annahmen über den Wassergehalt verwendet zu werden brauchen. Der Wassergehalt braucht dabei nicht explizit berechnet zu werden, vielmehr kann es genügen, daß eine diesen eindeutig bestimmende Größe ermittelt wird, die dann in eine Formel eingesetzt wird, in der die Abhängigkeit von dem Wassergehalt selbst durch die Abhängigkeit von der Größe ersetzt ist. Die Datenverarbeitungseinrichtung der Erstellungsvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, den Wassergehalt aus an dem Körper gemessenen Daten zu ermitteln. Dazu kann ein in der Datenverarbeitungseinrichtung ablaufendes Computerprogramm entsprechenden Programmcode enthalten. Die Messung der Daten kann dabei vor der Erstellung des Ablationsprogramms und insbesondere der Ablation oder während der Erstellung des Ablationsprogramms und der Bildung der Steuersignale erfolgen.Around high accuracy of ablation, i. a slight deviation between desired ablation profile and by the ablation according to the created and actual ablation profile achieved using the ablation program however, it is preferred that in the process of preparation the water content on the body measured data is determined. This has the advantage that no Assumptions about need to be used the water content. The water content need not be calculated explicitly, but it can sufficient that one determined this uniquely determining size which is then inserted into a formula in which the dependency replaced by the water content itself by the dependence on the size is. The data processing device of the creation device is preferably designed to measure the water content of the body To determine data. For this purpose, a in the data processing device running computer program corresponding program code. The measurement of the data can be done before the ablation program is created and in particular ablation or during the creation of the ablation program and the formation of the control signals.
Die Daten können insbesondere, beispielsweise über eine geeignete oben erwähnte Schnittstelle, von einem Datenträger, einer Benutzerschnittstelle oder einer Meßeinrichtung eingelesen werden. Vorzugsweise werden die Daten an dem Körper automatisch gemessen, wozu die Erstellungsvorrichtung eine Steuerschnittstelle für eine Meßeinrichtung zur Messung von Daten an dem Körper, die den Wassergehalt wiedergeben oder aus denen der Wassergehalt ermittelt werden kann, aufweisen kann, über die Steuerbefehle zur Erfassung von Meßdaten an die Meßeinrichtung abgebbar sind. Auf diese Weise kann die gesamte Bearbeitungszeit wesentlich reduziert werden.The Data can in particular, for example via a suitable one mentioned above Interface, from a disk, a user interface or a measuring device are read. Preferably, the data is automatically measured on the body, for which the creation device a control interface for a measuring device for measuring data on the body, which reflect the water content or from which the water content can be determined, via the control commands for detection of measured data to the measuring device can be dispensed. In this way, the total processing time be significantly reduced.
Vorzugsweise werden als an dem Körper gemessene Daten Daten verwendet, die eine ortsaufgelöste Ermittlung des Wassergehalts in dem Material an der Oberfläche oder in einem zu ablatierenden Bereich ermöglichen. Werden die Daten automatisch gemessen, erfolgt die Messung dementsprechend vorzugsweise ortsaufgelöst in dem Material an der Oberfläche oder in einem zu ablatierenden Bereich. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise der Wassergehalt ortsabhängig berücksichtigt werden, was zu einer erhöhten Genauigkeit der Ablation führt.Preferably be as on the body Measured data uses data that is a spatially resolved determination the water content in the material at the surface or in a to be ablated Enable area. If the data is measured automatically, the measurement is done accordingly preferably spatially resolved in the material on the surface or in an area to be ablated. This way, in Advantageously, the water content are considered location-dependent, resulting in a increased Accuracy of ablation leads.
Die Daten können vor der eigentlichen Ablation erfaßt werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden entsprechende Daten jedoch auch während der Bildung von Steuersignalen gemäß einem ersten Teil des Ablationsprogramms bzw. während der Ablation erfaßt, so daß eine sehr genaue Steuerung der Ablation möglich ist.The Data can be detected before the actual ablation. At a special preferred embodiment However, according to the invention, corresponding data will also be obtained during the Formation of control signals according to a first part of the ablation program or during ablation, so that a very accurate control of ablation possible is.
Der Wassergehalt kann auf unterschiedliche Art und Weise ermittelt werden. Insbesondere kann eine der im folgenden genannten Möglichkeiten oder eine Kombination dieser Möglichkeiten verwendet werden. Bei einer ersten Alternative des Erstellungsverfahrens werden zur Ermittlung des Wassergehalts Daten verwendet, die die Temperatur der Oberfläche wiedergeben. Die Erstellungsvorrichtung kann hierzu vorzugsweise eine Einrichtung zur Erfassung einer Temperatur der Oberfläche aufweisen, die zur Übermittlung von erfaßten Temperaturdaten an die Datenverarbeitungseinrichtung über eine Datenverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, und bei der die Datenverarbeitungseinrichtung zur Ermittlung des Wassergehalts des Materials in Abhängigkeit von den Temperaturdaten ausgebildet ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß eine Temperaturmessung einfach auch ortsaufgelöst berührungslos durchführbar ist, wenn beispielsweise entsprechende Infrarotkameras als Meßeinrichtung verwendet werden.The water content can be determined in different ways. In particular, one of the possibilities mentioned below or a combination of these possibilities can be used. In a first alternative of the construction method, data are used to determine the water content, which reflect the temperature of the surface. For this purpose, the creation device may preferably have a device for detecting a temperature of the surface, which detected for the transmission of Temperature data is connected to the data processing device via a data link to the data processing device, and wherein the data processing device is designed to determine the water content of the material in dependence on the temperature data. This embodiment has the advantage that a temperature measurement can also be carried out in a contact-free, spatially resolved manner if, for example, corresponding infrared cameras are used as the measuring device.
Als weitere Möglichkeit ist es bevorzugt, daß zur Ermittlung des Wassergehalts Daten verwendet werden, die Eigenschaften von optischer Strahlung wiedergeben, die von dem Material im zu ablatierenden Bereich des Körpers ausgeht. Vorzugsweise werden die entsprechenden Daten automatisch erfaßt. Die Erstellungsvorrichtung kann hierzu vorzugsweise ein mit der Datenverarbeitungseinrichtung über eine Datenverbindung verbundenes Spektrometer zur Analyse von von dem zu ablatierenden Bereich des Körpers ausgehender Strahlung aufweisen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann dann zur Ermittlung des Wassergehalts in Abhängigkeit von von dem Spektrometer erfaßten Daten ausgebildet sein. Hierzu kann ein in der Datenverarbeitungseinrichtung gespeichertes Computerprogramm Programmcode zur Ermittlung des Wassergehalts in Abhängigkeit von von dem Spektrometer erfaßten Daten enthalten. Diese Alternative hat den Vorteil, daß zum einen eine berührungslose Erfassung der Daten möglich ist und zum anderen ein genaue Erfassung des Wassergehalts möglich ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Strahlung ortsaufgelöst zu erfassen und damit eine ortsabhängige Bestimmung des Wassergehalts zu ermöglichen. Bei einer Laserablationsvorrichtung mit einem Laser zur Abgabe des Laserstrahls und einer Erstellungsvorrichtung ist die Blick- bzw. Detektionsrichtung des Spektrometers vorzugsweise gegenüber dem Laserstrahl an der Oberfläche des Körpers geneigt. Dies ermöglicht eine einfache Integration des Spektrometers in die Laserablationsvorrichtung.When another possibility it is preferred that Determining the water content data are used properties from optical radiation emitted by the material in the ablating area of the body emanates. Preferably, the corresponding data automatically detected. The creation device may for this purpose preferably one with the Data processing device via a data link connected spectrometer for the analysis of the radiation of the body to be ablated exhibit. The data processing device can then be used to determine the water content in dependence from the spectrometer detected Data be formed. For this purpose, a in the data processing device stored computer program Program code for determining the water content dependent on from the spectrometer detected Data included. This alternative has the advantage that on the one hand a non-contact Data collection possible and on the other hand an accurate recording of the water content is possible. About that It is also possible the radiation is spatially resolved to record and thus a location-dependent determination of the water content to enable. In a laser ablation device with a laser for delivering the Laser beam and a creation device is the gaze or Detection direction of the spectrometer preferably over the Laser beam on the surface of the body inclined. this makes possible a simple integration of the spectrometer in the laser ablation device.
Besonders bevorzugt werden zur Ermittlung des Wassergehalts Daten verwendet, die durch konfokale Raman-Spektroskopie von optischer Strahlung von der Oberfläche erhältlich sind. Die Erstellungsvorrichtung weist dazu vorzugsweise eine Einrichtung zur Durchführung von konfokaler Raman-Spektroskopie auf, die zur Übermittlung von erfaßten Spektroskopiedaten an die Datenverarbeitungseinrichtung über eine Datenverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung vorzugsweise zur Ermittlung des Wassergehalts des Materials in Abhängigkeit von den Spektroskopiedaten ausgebildet ist. Dieses Verfahren erlaubt eine besonders gute Spezifität der Messung für Wasser.Especially Preferably, data are used to determine the water content, by confocal Raman spectroscopy of optical radiation from the surface available are. The creation device preferably has a device for this purpose to carry out of confocal Raman spectroscopy for the transmission of acquired spectroscopy data to the data processing device via a data connection with the data processing device is connected, wherein the data processing device preferably for determining the water content of the material in dependence is formed by the spectroscopy data. This procedure allows a very good specificity the measurement for Water.
Als weitere Möglichkeit können zur Ermittlung des Wassergehalts Daten verwendet werden, die Eigenschaften von Fluoreszenzstrahlung wiedergeben, die von dem zu ablatierenden Bereich des Körpers ausgeht. Die Erstellungsvorrichtung kann hierzu vorzugsweise eine zur Übermittlung von detektierten Fluoreszenzstrahlungsdaten über eine Datenverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbundene Einrichtung zur Detektion von Fluoreszenzstrahlung aufweisen, die bei Bestrahlung der zu ablatierenden Oberfläche des Körpers von Material an der Oberfläche des Körpers abgegeben wird, und bei der die Datenverarbeitungseinrichtung vorzugsweise zur Ermittlung des Wassergehalts des Materials in Abhängigkeit von den Fluoreszenzstrahlungsdaten ausgebildet ist. Die Fluoreszenzstrahlung kann dabei entweder durch Bestrahlen des zu untersuchenden Bereichs des Körpers mit einer nicht zur Ablation verwendeten Strahlungsquelle, oder soweit möglich, durch Bestrahlung mit Laserstrahlung des zur Ablation verwendeten Lasers angeregt werden. Diese Alternative zeichnet sich dadurch aus, daß die instrumentellen Anforderungen zur Durchführung der Messung relativ gering gehalten werden können.When another possibility can to determine the water content data are used, the properties of fluorescence radiation from that to be ablated Area of the body emanates. The creation device can for this purpose preferably a for transmission of detected fluorescence radiation data via a data link with the device connected to the data processing device for detection of fluorescence radiation, which upon irradiation of the ablatierenden surface of the body of Material on the surface of the body is discharged, and wherein the data processing device preferably to determine the water content of the material depending on is formed by the fluorescence radiation data. The fluorescence radiation can either by irradiating the area to be examined of the body with a radiation source not used for ablation, or as far as possible, by irradiation with laser radiation used for ablation Lasers be stimulated. This alternative is characterized from that the instrumental requirements for performing the measurement relatively low can be kept.
Noch eine weitere Möglichkeit besteht darin, zur Ermittlung des Wassergehalts Daten zu verwenden, die den Brechungsindex in dem Material wiedergeben. Vorzugsweise kann die Erstellungsvorrichtung zur Ermittlung des Brechungsindex des Materials einen optischen Kohärenztomographen aufweisen, der zur Übermittlung von Meßdaten über eine Datenverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist. Hierbei wird ausgenutzt, daß der Brechungsindex des Materials von dem Wassergehalt abhängen kann. Ein Vorteil dieser Variante kann darin liegen, daß der optische Kohärenztomograph auch für Topographiemessungen an der Oberfläche des Körpers verwendet werden kann. Der Kohärenztomograph kann weiter dazu verwendet werden, die Dicke der Cornea vor und/oder während der Ablation zu ermitteln, d.h. eine pachymetrische Messung durchzuführen. Damit kann insbesondere vermieden werden, daß bei der Ablation die Restdicke der Cornea einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet.Yet one more way is to use data to determine the water content, the reflect the refractive index in the material. Preferably the creation device for determining the refractive index of Materials an optical coherence tomography have, for transmission of measured data over a Data connection connected to the data processing device is. This exploits that the refractive index of the material depend on the water content can. An advantage of this variant may be that the optical coherence tomograph also for Topography measurements can be used on the surface of the body. The coherence tomograph can be further used to advance the thickness of the cornea and / or while to determine the ablation, i. to perform a pachymetric measurement. In order to can be avoided in particular that during ablation, the residual thickness the cornea falls below a predetermined minimum value.
Die Berücksichtigung des Wassergehalts kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So können beispielsweise bekannte Erstellungsverfahren dahingehend modifiziert werden, daß in diesen Modelle für die Ablation verwendet werden, die den Wassergehalt berücksichtigen. Dies kann jedoch einen Neuentwurf dieser Verfahren erfordern.The consideration The water content can be done in different ways. So can For example, modified known creation method to this effect be that in these models for the Ablation can be used, which take into account the water content. However, this may require a redesign of these procedures.
Bei
einer weiteren Möglichkeit
ist es daher zur Erstellung des zu verwendenden Ablationsprogramms bevorzugt,
daß zur
Berücksichtigung
des Wassergehalts aus dem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil ein
in Abhängigkeit
von dem Wassergehalt vorkompensiertes Ablationsprofil ermittelt
wird und aus dem vorkompensierten Ablationsprofil das Ablationsprogramm
erstellt wird. Das Soll-Ablationsprofil wird dabei vorzugsweise
so modifiziert, daß die
Ablation gemäß dem auf
der Basis des modifizierten Soll-Ablationsprofil erstellten Ablationsprogramm
wenigstens näherungsweise
zu dem gewünschten
Soll- Ablationsprofil
führt.
Insbesondere kann zur Erstellung des Ablationsprogramms aus dem
modifizierten bzw. vorkompensierten Soll-Ablationsprofil ein einfaches
Erstellungsverfahren verwendet werden. Unter einem einfachen Erstellungsverfahren
wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Erstellungsverfahren
verstanden, das bei der Erstellung des Ablationsprogramms den Wassergehalt
des Materials nicht berücksichtigt.
Die Fehler, die bei Verwendung eines einfachen Erstellungsverfahrens
zur Erstellung eines Ablationsprogramms durch die Nichtberücksichtigung
des Wassergehalts auftreten, können
durch eine entsprechende Modifikation des Soll-Ablationsprofils,
das heißt
der Ausgangsdaten zur Erstellung des Ablationsprogramms, so kompensiert
werden, daß in
der Folge ein einfaches Erstellungsverfahren verwendet werden kann.
Dabei können
die Art und der Umfang der Vorkompensation bzw. Modifikation von
den Eigenschaften des verwendeten einfachen Erstellungsverfahrens
bzw. von den diesem zugrundeliegenden Modellannahmen abhängen. Die
Modifikation verändert
also im Wege einer Vorkorrektur oder Vorkompensation das Soll-Ablationsprofil in
der Art, daß Abweichungen
zwischen der Soll-Ablationstiefe und der Ist-Ablationstiefe, die durch Nichtberücksichtigung
des Wassergehalts des Materials bei der Erstellung eines Ablationsprogramms
mit einem einfachen vorgegebenen Erstellungsverfahren, bei dem der Wassergehalt
nicht berücksichtigt
wird, entstehen können,
durch Änderung
des vorgegebenen Soll-Ablationsprofils in entgegengesetzter Richtung
bzw. Größe vorkompensiert
werden. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß zur
Erstellung des zu verwendenden Ablationsprogramms einfache Erstellungsverfahren
verwendet werden können,
so daß bereits
erprobte Verfahren verwendet werden können. Beispiele für solche
einfachen Erstellungsverfahren sind in
Dazu ist es bevorzugt, daß zur Ermittlung des vorkompensierten Ablationsprofils eine Modifikationsfunktion verwendet wird, die explizit oder implizit von dem Wassergehalt des zu ablatierenden Materials abhängt. Insbesondere kann für wenigstens zwei zu ablatierende Bereiche der Oberfläche jeweils ein Wert einer Modifikationsfunktion in Abhängigkeit von wenigstens dem Wassergehalt des Materials an der Oberfläche in dem jeweiligen Bereich ermittelt und das modifizierte bzw. vorkompensierte Soll-Ablationsprofil unter Verwendung des Soll-Ablationsprofils und der Werte der Modifikationsfunktion ermittelt werden. Die Erstellung des Ablationsprogramms kann dabei insbesondere durch ein einfaches Erstellungsverfahren erfolgen. Die Werte der Modifikationsfunktion werden vorzugsweise für jeden Puls bzw. für jeden Ort auf der Oberfläche, auf den ein Puls gelenkt werden soll, berechnet. Die Werte können für jeden Bereich bzw. Zielort jeweils neu berechnet werden. Es ist jedoch auch möglich, die Werfe nur einmal zu berechnen und dann in einer Tabelle, beispielsweise in Abhängigkeit von dem Wassergehalt oder einer von diesem abhängigen Größe, abzulegen, aus der sie dann jeweils bei Bedarf ausgelesen werden können. Dieses Vorgehen erlaubt eine besonders einfache Ermittlung des vorkompensierten Soll-Ablationsprofils. Die Modifikationsfunktion kann dabei explizit von dem Wassergehalt des Materials an dem Zielort oder implizit über wenigstens einen anderen Parameter der Modifikationsfunktion abhängen.To it is preferred that Determination of the precompensated ablation profile a modification function that is used explicitly or implicitly by the water content depends on the material to be ablated. In particular, for at least two areas of the surface to be ablated each have a value of a modification function dependent on of at least the water content of the material at the surface in the determined area and the modified or precompensated Target ablation profile using the desired ablation profile and the values of the modification function are determined. The creation The ablation program can be characterized in particular by a simple Creation process. The values of the modification function are preferably for every pulse or for every place on the surface, on which a pulse is to be directed, calculated. The values can be for everyone Area or destination respectively recalculated. However, it is also possible, to calculate the throw only once and then in a table, for example dependent on from the water content or any size dependent on it, from which they then each can be read when needed. This procedure allows a particularly simple determination of the precompensated target ablation profile. The modification function can be explicit from the water content of the material at the destination or implicitly over at least one other Depend on the parameters of the modification function.
Die Modifikationsfunktion kann insbesondere unter Verwendung des zuvor erwähnten Modells für die durch einen Einzelpuls in Abhängigkeit von dem Wassergehalt erzielte Ablationstiefe bzw. das durch einen Einzelpuls in Abhängigkeit von dem Wassergehalt erzielte Ablationsvolumen und gegebenenfalls das weitere Modell für die Änderung des Wassergehalts durch Ablation bestimmt bzw. abgeleitet sein und dieses insofern enthalten.The In particular, modification function can be performed using the above mentioned Model for by a single pulse depending on the water content achieved ablation depth or by a single pulse depending Ablation volume achieved by the water content and optionally the further model for the change the water content determined by ablation and be this included.
Vorzugsweise hängt die Modifikationsfunktion von der der Intensität, der Energie oder der Fluence der bei der Ablation zu verwendenden Pulse ab. Dabei kann die Modifikationsfunktion auch von einem Schwellwert für die Energie oder wirksame Fluence abhängen, der angibt, ab welcher Energie bzw. wirksamen Fluence eine Ablation des Materials auftritt und der vorzugsweise von dem Wassergehalt in dem Material abhängig ist. Insbesondere kann die Modifikationsfunktion von dem dimensionslosen Verhältnis der Fluence und des Fluence-Schwellwerts abhängen.Preferably depends on that Modification function of intensity, energy or fluence the pulse to be used during ablation. Here, the modification function also from a threshold for depend on the energy or effective fluence, which indicates from which Energy or effective Fluence ablation of the material occurs and which preferably depends on the water content in the material. Especially For example, the modification function of the dimensionless ratio of Fluence and the fluence threshold depend.
Während der Ablation kann sich der Wassergehalt des Materials durch die bereits auf den Körper aufgetroffenen Pulse verändern. Da auf einen Zielort unter Umständen zur Erzielung einer gewünschten Ablationstiefe mehrere Pulse abgegeben werden müssen, ist es bei dem Erstellungsverfahren bevorzugt, daß der Wert der Modifikationsfunktion an einem jeweils vorgegebenen Ort von einer durch das Soll-Ablationsprofil gegebenen Soll-Ablationstiefe an dem Ort abhängt. Dies hat den Vorteil, daß auf einfache Weise die Abhängigkeit vom Wassergehalt des Materials auch für große Ablationstiefen einfach vor der eigentlichen Ablation berücksichtigt werden kann. Die Modifikationsfunktion kann dabei noch von wenigstens einem weiteren Parameter abhängen, der insbesondere selbst von dem in dem Material vorhandenen Wassergehalt oder der Änderung des Wassergehalts durch Auftreffen eines Pulses abhängt.During ablation, the water content of the material may change due to the pulses that have already hit the body. Since it may be necessary to deliver multiple pulses to a target site to achieve a desired depth of ablation, it is preferred in the method of construction that the value of the modification function at a particular given location depends on a desired ablation depth given by the target ablation profile at the location. This has the advantage that in a simple way the dependence on the water content of the material even for large ablation depths be easy before the actual ablation can be considered. The modification function may still depend on at least one further parameter, which in particular itself depends on the water content present in the material or the change in the water content due to the impingement of a pulse.
Weiterhin kann es sich als günstig erweisen, daß aus dem Soll-Ablationsprofil ein vorläufiges Ablationsprogramm erstellt wird und zur Bildung des zu erstellenden Ablationsprogramms in Abhängigkeit von dem Wassergehalt wenigstens ein durch das vorläufige Ablationsprogramm implizit oder explizit vorgegebener Fluence-Wert oder eine durch das vorläufige Ablationsprogramm implizit oder explizit vorgegebene Pulsenergie eines auf einen durch das vorläufige Ablationsprogramm gegebenen Zielort abzugebenden Pulses in Abhängigkeit von dem Wassergehalt an dem Zielort geändert und als Angabe dem Zielort zugeordnet wird. Das vorläufige Ablationsprogramm kann dabei mit beliebigen Erstellungsverfahren erstellt sein, insbesondere kann ein einfaches Erstellungsverfahren benutzt werden, das aus dem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil ohne die Berücksichtigung des Wassergehalts des Materials das vorläufige Ablationsprogramm erstellt. Es ist jedoch auch möglich, ein vorläufiges Ablationsprogramm beispielsweise unter einer nur näherungsweisen oder vereinfachten Berücksichtigung des Wassergehalts zu erstellen und dieses dann durch Änderung der Pulsenergie bzw. des Fluencewertes nachzukorrigieren. Bei der Ermittlung der Änderung des Fluencewertes oder der Pulsenergie kann daher insbesondere berücksichtigt werden, welche Annahmen oder Modelle das zur Erstellung des vorläufigen Ablationsprogramms verwendet wurden.Farther It can be cheap prove that out A preliminary ablation program is created for the desired ablation profile and the formation of the ablation program to be created depending on at least one of the water content by the preliminary ablation program implicitly or explicitly specified fluence value or a by the provisional Ablation program implicitly or explicitly given pulse energy of a on one by the provisional one Ablation program given destination to be delivered pulse in dependence changed from the water content at the destination and as an indication of the destination is assigned. The preliminary Ablation program can be used with any creation method In particular, a simple creation process can be created can be used from the specified target ablation profile without the consideration the water content of the material creates the preliminary ablation program. However, it is also possible a preliminary one Ablation program, for example, under an approximate way or simplified consideration of the water content and this then by change nachkorrigieren the pulse energy or the fluence value. In the Determination of the change the fluence value or the pulse energy can therefore be considered in particular which assumptions or models are used to prepare the preliminary ablation program were used.
Die Änderung des Fluence-Wertes kann insbesondere unter Verwendung des zuvor erwähnten Modells für die durch einen Einzelpuls in Abhängigkeit von dem Wassergehalt erzielte Ablationstiefe bzw. das durch einen Einzelpuls in Abhängigkeit von dem Wassergehalt erzielte Ablationsvolumen bestimmt bzw. abgeleitet sein und dieses insofern enthalten.The change In particular, the fluence value can be determined using the above mentioned Model for by a single pulse depending on the water content achieved ablation depth or by a single pulse depending determined by the water content Ablationsvolumen determined or derived be and contain this insofar.
Die Einstellung der Energie oder Fluence eines Pulses kann dabei auf wenigstens drei Weisen erfolgen, die alternativ oder in Kombination angewendet werden können. Bei einer ersten Variante wird zur Einstellung der Energie oder Fluence eines Pulses der Laserstrahl abgeschwächt. Hierzu wird vorzugsweise ein Steuersignal gebildet, mittels dessen ein einen zur Ablation verwendeten Laserstrahl schwächender Modulator in seiner Transmission steuerbar ist. Die Steuereinrichtung ist dazu vorzugsweise zur Bildung und Abgabe von Steuersignalen zur Ansteuerung eines den Laserstrahls schwächenden Modulators gemäß einem erstellten Ablationsprogramm ausgebildet. Die Laserablationsvorrichtung weist neben der Steuereinrichtung einen mit der Steuereinrichtung verbundenen Modulator auf, der den Laserstrahl auf Steuersignale der Steuereinrichtung abschwächt. Als Modulator kann dabei jegliche Einrichtung dienen, mit der die Intensität des von dem Laser abgegebenen Laserstrahls reduziert werden kann. Beispielsweise können Pockels-Zellen, gesteuert durch einen Antrieb drehbare Glasscheiben, mit radialen Sektoren unterschiedlichen Transmissionsvermögens oder Flüssigkristallelemente mit steuerbarem Transmissionsvermögen verwendet werden. Der Modulator kann dabei beispielsweise polarisationsabhängig oder auch wellenlängenabhängig wirken. Die Verwendung von Modulatoren erlaubt eine einfache Einstellung der Pulsenergie bei beliebigen Lasertypen.The Setting the energy or fluence of a pulse can be up at least three ways, alternatively or in combination can be applied. In a first variant is used to adjust the energy or Fluence of a pulse of the laser beam attenuated. This is preferably done a control signal is formed, by means of which one for ablation used laser beam debilitating Modulator is controllable in its transmission. The control device is for this purpose preferably for the formation and delivery of control signals for controlling a modulator which weakens the laser beam according to a developed ablation program trained. The laser ablation device has in addition to the control device with a control device connected modulator on which the laser beam on control signals the control device weakens. As a modulator can serve any device with which the intensity of the laser beam emitted from the laser can be reduced. For example, you can Pockels cells, controlled by a drive rotatable glass panes, with radial sectors of different transmissivity or liquid crystal elements be used with controllable transmissivity. The modulator can act, for example, polarization-dependent or wavelength-dependent. The use of modulators allows easy adjustment the pulse energy for any type of laser.
Bei der zweiten Variante kann zur Einstellung der Energie oder Fluence eines Pulses der zur Abgabe des gepulsten Laserstrahls verwendete Laser gesteuert werden. Hierzu können Steuersignale zur Ansteuerung des Lasers der Laserablationsvorrichtung gebildet werden, mittels derer die Fluence oder Pulsenergie von dem Laser abgegebener Puls gesteuert wird. Die Steuereinrichtung kann entsprechend zur Bildung und Abgabe von Steuersignalen zur Ansteuerung des Lasers gemäß einem erstellten Ablationsprogramm ausgebildet sein. Bei der Laserablationsvorrichtung ist dann vorzugsweise der Laser mittels der Steuereinrichtung steuerbar. Bei Verwendung von Excimerlasern kann die Steuereinrichtung insbesondere die Hochspannung zur Aufladung eines Kondensators bzw. mehrerer Kondensatoren zur Speicherung von Energie zur Erzeugung eines Laserpulses steuern. Die Steuerung der Pulsenergie oder Fluence des Lasers hat den Vorteil, daß weniger Energie benötigt wird.at The second variant can be used to adjust the energy or fluence a pulse used to deliver the pulsed laser beam Be controlled laser. You can do this Control signals for driving the laser of the laser ablation device are formed, by means of which the Fluence or pulse energy of the pulse delivered to the laser is controlled. The control device can be used to generate and output control signals Control of the laser according to a be formed ablation program. In the laser ablation device then preferably the laser is controllable by means of the control device. When using excimer lasers, the control device can in particular the high voltage to charge a capacitor or more Capacitors for storing energy for generating a laser pulse Taxes. The control of the pulse energy or fluence of the laser has the advantage that less Energy needed becomes.
Als dritte Variante kann zur Einstellung der Fluence eines Pulses der Strahlquerschnitt des Laserstrahls an der Oberfläche geändert werden. Hierzu können Steuersignale zur Steuerung einer strahlformenden optischen Einrichtung im Strahlengang des Laserstrahls, die zur Einstellung des Strahlquerschnitts dient, gemäß einem erstellten Ablationsprogramm gebildet und an die strahlformende optische Einrichtung abgegeben werden. Die Steuereinrichtung kann entsprechend zur Bildung und Abgabe von Steuersignalen zur Ansteuerung einer strahlformenden optischen Einrichtung im Strahlengang des Laserstrahls, die zur Einstellung des Strahlquerschnitt dient, gemäß einem erstellten Ablationsprogramm ausgebildet sein. Eine Laserablationsvorrichtung kann hierzu eine entsprechende im Strahlengang des Laserstrahls angeordnete strahlformende optische Einrichtung besitzen, die von der Steuereinrichtung zur Änderung des Strahlquerschnitts angesteuert wird.When third variant can be used to adjust the fluence of a pulse Beam cross section of the laser beam to be changed at the surface. For this purpose, control signals for controlling a beam-shaping optical device in the beam path the laser beam, which serves to adjust the beam cross section, according to one created ablation program and to the beam-forming optical device are issued. The control device can according to the formation and delivery of control signals for driving a beam-shaping optical device in the beam path of Laser beam, which serves to adjust the beam cross section, according to a be formed ablation program. A laser ablation device For this purpose, a corresponding in the beam path of the laser beam have arranged beam-forming optical device, the of the control device for modification of the beam cross section is driven.
Ein Ablationsprogramm, insbesondere ein Ablationsprogramm, bei dem die Fluence oder Energie der verwendeten Pulse geändert wird, kann vor der eigentlichen Ablation erstellt werden. Es ist jedoch bei dem Steuersignalbildungsverfahrens bevorzugt, daß nach der Erstellung eines ersten Teils des Ablationsprogramms und Abgabe entsprechender Steuersignale wenigstens ein weiterer noch abzuarbeitender Teil des Ablationsprogramms erstellt und entsprechende Steuersignale abgegeben werden. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, schon mit der Ablation zu beginnen, während das vollständige Programm noch erstellt wird, so daß die Zeit zwischen Bereitstellung des Soll-Ablationsprofils und Ende der Ablation verkürzt wird.One Ablation program, in particular an ablation program in which the Fluence or energy of the pulses used can be changed before the actual Ablation to be created. However, it is in the control signal forming method preferred that after the preparation of a first part of the ablation program and delivery corresponding control signals at least one more still abarbeitender Part of the ablation program and generates appropriate control signals be delivered. this makes possible it is advantageous to start ablation while that full Program is still being created, so the time between deployment of the desired ablation profile and end of the ablation is shortened.
Darüber hinaus ermöglicht es eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Steuersignalbildungs- und abgabeverfahrens, bei der ausgehend von dem Soll-Ablationsprofil ein vorläufiges Ablationsprogramm erstellt wird und zur Erstellung des wenigstens einen weiteren Teils des Ablationsprogramms für wenigstens einen durch das vorläufige Ablationsprogramm gegebenen Zielort auf der Oberfläche der Wassergehalt ermittelt wird, und das vorläufige Ablationsprogramm unter Bildung des Ablationsprogramms in Abhängigkeit von dem ermittelten Wassergehalt verändert wird. Dies hat den Vorteil, daß einer Änderung des Wassergehalts während der Ablation, die beispielsweise durch Umgebungseinflüsse oder durch vorangegangene Ablation an demselben oder einem benachbarten Ort verursacht sein kann, noch während der Ablation Rechnung getragen werden kann. Dabei kann insbesondere das vorläufige Ablationsprogramm bereits unter Berücksichtigung eines beispielsweise als statistischen Mittelwert entsprechenden Wassergehalts erstellt sein, wobei individuelle Variationen des Wassergehalts während der Ablation berücksichtigt werden. Vorzugsweise wird das vorläufige Ablationsprogramm durch Änderung der Fluence oder Pulsenergie abzugebender Pulse wenigstens in expliziter oder impliziert Abhängigkeit vom Wassergehalt in das abzuarbeitende bzw. zu verwendende Ablationsprogramm überführt.Furthermore allows it is a particularly preferred embodiment of the Steuerignalbildungs- and delivery method, starting from the target ablation profile a preliminary one Ablation program is created and used to create at least another part of the ablation program for at least one by the provisional Ablation program given destination on the surface of the Water content is determined, and the preliminary ablation program under Formation of the ablation program as a function of the determined Changed water content becomes. This has the advantage of being a change the water content during the Ablation, for example due to environmental influences or by preceding ablation on the same or an adjacent one Place can be caused while still the ablation can be taken into account. It can in particular the provisional Ablation program already considering one example created as a statistical average corresponding water content be individual variations of the water content during the Ablation considered become. Preferably, the preliminary ablation program is changed the fluence or pulse energy to be delivered at least in explicit or implies dependency transferred from the water content in the ablationsprogramm to be processed or used.
Insbesondere bei der zuletzt geschilderten Ausführungsform ist es bevorzugt, daß während der Abgabe von Steuersignalen durch Messungen an dem Körper Daten erfaßt werden, die den Wassergehalt des Materials wiedergeben oder aus denen der Wassergehalt des Materials ermittelbar ist. Hierzu kann die Erstellungsvorrichtung über eine Steuerschnittstelle die Einrichtung zur Messung der Daten automatisch ansteuern.Especially in the last described embodiment it is preferred that during the Delivery of control signals by measurements on the body data detected which reflect or exclude the water content of the material where the water content of the material can be determined. For this purpose can the creation device over a control interface the means for measuring the data automatically drive.
Bei
der Erstellung des Ablationsprogramms können noch weitere Einflüsse berücksichtigt
werden, die insbesondere bei bekannten Erstellungsverfahren, wie
sie in
Weiter ist es bevorzugt, daß das Ablationsprogramm auch in Abhängigkeit von einer Form eines Strahlprofils des Laserstrahls und/oder einer Neigung der Oberfläche erstellt wird. Die Neigung der Oberfläche ist dabei vorzugsweise wenigstens näherungsweise relativ zu dem Laserstrahl gegeben. Wird der Laserstrahl nur um kleine Winkel, beispielsweise kleiner als 5°, geschwenkt, kann beispielsweise eine mittlere Lage des Laserstrahls als Bezugsrichtung gewählt werden, relativ zu der die Neigung ermittelt wird. Diese Weiterbildung beruht unter anderem auf dem Gedanken, daß die tatsächlich für die Ablation wirksame Energie pro Fläche, das heißt die tatsächlich wirksame Fluence, eines auf die Oberfläche des Körpers auftreffenden Pulses des gepulsten Laserstrahls nicht allein von der Neigung der Oberfläche relativ zu der Richtung des Laserstrahls an der Oberfläche abhängt, sondern auch von dem Strahlprofil des Laserstrahls, insbesondere an der Oberfläche des Körpers. Unter dem Strahlprofil wird dabei der Verlauf der Intensität bzw. der auf die Fläche bezogenen Energie oder Fluence des Pulses über den Strahlquerschnitt nahe der Oberfläche verstanden. Die Form des Strahlprofils beinhaltet dabei keine absoluten Werte der Intensität oder der Energie bzw. der auf eine zum Laserstrahl senkrechte Querschnittsfläche bezogenen Fluence, sondern nur den Verlauf dieser Größen. Insbesondere eignet sich das Verfahren daher für die Ablation mit Laserstrahlen mit einem nicht-konstanten Strahlprofil. Diese Verfahrensvariante hat den Vorteil, daß auch stark gewölbte Oberflächen mittels eines Laserstrahls, der insbesondere kein konstantes Strahlprofil aufzuweisen braucht, mit hoher Genauigkeit ablatiert werden können. Die zur Erstellung des Ablationsprogramms notwendigen Oberflächendaten, aus denen die Neigung ermittelbar ist, können unmittelbar die Neigung der Oberfläche in Abhängigkeit von dem Ort, die Gradienten der Höhe der Oberfläche über einer vorgegebenen Bezugsebene, in der die Orte angegeben sind, oder auch die Höhen der Oberfläche über der Bezugsebene als Funktion des Ortes angeben, wobei insbesondere auch die in Bezug auf das Soll-Ablationsprofil erwähnten Darstellungsmöglichkeiten verwendet werden können. Falls diese Daten die Neigung, beispielsweise gegeben durch entsprechende Winkel, nicht explizit enthalten, kann diese Information durch Gradientenbildung und/oder die Verwendung trigonometrischer Beziehungen einfach ermittelt werden.Further, it is preferable that the ablation program is also prepared depending on a shape of a beam profile of the laser beam and / or a tilt of the surface. The inclination of the surface is preferably given at least approximately relative to the laser beam. If the laser beam is only tilted by small angles, for example less than 5 °, it is possible, for example, to select a mean position of the laser beam as the reference direction relative to which the inclination is determined. This development is based, inter alia, on the idea that the energy actually effective for the ablation per area, that is the actual effective fluence, of a pulse of the pulsed laser beam impinging on the surface of the body does not depend solely on the inclination of the surface relative to the direction of the Laser beam depends on the surface, but also on the beam profile of the laser beam, in particular on the surface of the body. In this case, the course of the beam is understood to mean the course of the intensity or the energy or fluence of the pulse, which is related to the area, across the beam cross section near the surface. The shape of the beam profile does not include any absolute values of the intensity or the energy or the fluence related to a cross-sectional area perpendicular to the laser beam, but only the course of these quantities. In particular, the method is therefore suitable for ablation with laser beams with a non-constant beam profile. This variant of the method has the advantage that even strongly curved surfaces can be ablated with high accuracy by means of a laser beam, which in particular need not have a constant beam profile. The surface data necessary to create the ablation program, from which the Slope, it is possible to indicate directly the slope of the surface as a function of location, the gradients of the height of the surface above a given reference plane in which the locations are indicated, or also the heights of the surface above the reference plane as a function of the location In particular, the display options mentioned in relation to the desired ablation profile can also be used. If these data do not explicitly contain the slope, for example given by corresponding angles, this information can be easily determined by gradient formation and / or the use of trigonometric relationships.
Je nach Anwendung können in der Datenverarbeitungseinrichtung das Soll-Ablationsprofil und/oder die Daten in Bezug auf die Oberflächenneigung gespeichert sein, was sich insbesondere anbietet, wenn mehrere gleiche Körper nacheinander ablatiert werden sollen. Können sich auch die Oberflächendaten in Bezug auf die Neigung der Oberfläche ändern, kann die erfindungsgemäße Erstellungsvorrichtung weiterhin über eine Schnittstelle zur Erfassung von Oberflächendaten verfügen, die die Neigung der Oberfläche direkt oder indirekt wiedergeben. Die Schnittstelle kann wie die Schnittstelle zur Erfassung des Soll-Ablationsprofils ausgebildet sein. Vorzugsweise werden die Oberflächendaten automatisch erfaßt, wozu die Datenverarbeitungseinrichtung eine entsprechende Steuerschnittstelle zur Ausgabe von Steuerbefehlen an eine Einrichtung zur Erfassung von Oberflächendaten aufweisen kann.ever after application can in the data processing device, the desired ablation profile and / or the Data related to surface tilt be stored, which in particular offers, if several same body to be ablated one after the other. Can also the surface data change with respect to the inclination of the surface, the inventive construction device continue over one Interface for capturing surface data that the inclination of the surface play directly or indirectly. The interface can be like that Interface designed to detect the desired ablation be. Preferably, the surface data is automatically detected, including the data processing device has a corresponding control interface for issuing control commands to a device for detection of surface data can have.
Die Erstellungsvorrichtung kann insbesondere Einrichtung zur Erfassung von Oberflächendaten ein Topographiemeßsystem zur Erfassung der Topographie der Oberfläche und/oder ein Aberrometer zur Erfassung von optischen Eigenschaften des Körpers umfassen. Diese Ausbildung hat den Vorzug, daß eine einfache und genaue Erfassung der Oberflächentopographie der zu ablatierenden Oberfläche ohne eine zusätzliche Ausrichtung der Koordinatensysteme in denen die Neigungen oder Oberflächentopographiedaten und das Soll- Ablationsprofil sowie gegebenenfalls die Wassergehaltsdaten angegeben sind, notwendig wird, da das Topographiemeßsystem in der Vorrichtung gehalten ist.The In particular, the creation device can be a device for detecting of surface data a topography measuring system for detecting the topography of the surface and / or an aberrometer for detecting optical properties of the body. This training has the advantage that one simple and accurate recording of the surface topography of the ablatierenden surface without an additional Alignment of the coordinate systems in which the slopes or surface topography data and the target ablation profile and, where appropriate, the water content data are given is, as the Topographiemeßsystem is held in the device.
Die Berücksichtigung der Neigung der Oberfläche und/oder der Form des Strahlprofils kann insbesondere dadurch erzielt werden, daß zur Berücksichtigung der Form des Strahlprofils und/oder der Neigung der Oberfläche aus dem Soll-Ablationsprofil unter Verwendung einer Modifikationsfunktion, die von der Form des Strahlprofils und/oder der Neigung der Oberfläche abhängt, ein in Bezug auf Einflüsse der Form des Strahlprofils und/oder der Neigung der Oberfläche vorkompensiertes Soll-Ablationsprofil ermittelt wird, und daß aus dem ermittelten in Bezug auf Einflüsse der Form des Strahlprofils und/oder der Neigung der Oberfläche vorkompensiertes Soll-Ablationsprofil das Ablationsprogramm erstellt wird. Zur Erstellung des Ablationsprogramms aus dem in Bezug auf Einflüsse der Form des Strahlprofils und/oder der Neigung der Oberfläche vorkompensierten Soll-Ablationsprofil können wiederum Erstellungsverfahren verwendet werden, die eine Abhängigkeit von der Form des Strahlprofils und/oder der Neigung der Oberfläche nicht berücksichtigen. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise eine Kompensation von Fehlern im Wege einer Vorkorrektur oder Vorkompensation erfolgen, bei der das Soll-Ablationsprofil derart modifiziert wird, daß Fehler, die durch Verwendung eines Erstellungsverfahrens, das eine Abhängigkeit von der Form des Strahlprofils und/oder der Neigung der Oberfläche nicht berücksichtigt, auftreten, bei Ablation gemäß dem Ablationsprogramm wenigstens in guter Näherung unterdrückt werden. Vorzugsweise enthält die Modifikationsfunktion die Einflüsse sowohl des Wassergehalts als auch der Oberflächenneigung und der Form des Strahlprofils. Dadurch kann die Erstellung des Ablationsprofils in vorteilhafter Weise vereinfacht werden.The consideration the slope of the surface and / or the shape of the beam profile can be achieved in particular be that to consideration the shape of the beam profile and / or the inclination of the surface the desired ablation profile using a modification function, which depends on the shape of the beam profile and / or the inclination of the surface in terms of influences the shape of the beam profile and / or the inclination of the surface precompensated Target ablation profile is determined, and that from the determined in relation on influences the shape of the beam profile and / or the inclination of the surface precompensated Target ablation profile the ablation program is created. To create of the ablation program from the in terms of influences of Precompensated shape of the beam profile and / or the inclination of the surface Target ablation profile can In turn, the creation process uses a dependency the shape of the beam profile and / or the inclination of the surface is not consider. In this way, a compensation of Errors occur by means of a precorrection or precompensation, in which the target ablation profile is modified in such a way that errors, by using a build process that has a dependency the shape of the beam profile and / or the inclination of the surface is not considered, occur during ablation according to the ablation program at least in a good approximation repressed become. Preferably contains the modification function influences both the water content as well as the surface inclination and the shape of the beam profile. This may cause the creation of the ablation profile be simplified in an advantageous manner.
Zur Erstellung des Ablationsprogramms eignet sich ein Computerprogramm mit Programmcode, um das erfindungsgemäße Erstellungsverfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.to Creation of the ablation program is suitable for a computer program with program code to perform the inventive creation method, when the program is running on a computer.
Darüber hinaus ist Gegenstand der Erfindung ein Computerprodukt mit Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist, um das erfindungsgemäße Erstellungsverfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer ausgeführt wird. Unter einem Datenträger wird hierbei ein beliebiger Datenträger verstanden, insbesondere ein magnetische Datenträger, wie beispielsweise eine Diskette oder Festplatte, ein magnetooptische Datenträger, ein optische Datenträger wie beispielsweise eine CD, DVD oder Blue-Ray-Disc, oder auch ein anderer nicht-flüchtige Speicher, wie beispielsweise ein sogenannter Flash-ROM.Furthermore the subject of the invention is a computer product with program code, stored on a computer-readable medium to the inventive preparation method perform, when the computer program product is running on a computer. Under a disk In this case, any data carrier is understood, in particular a magnetic data carrier, such as a floppy disk or hard disk, a magneto-optical disk, an optical disk such as a CD, DVD or Blue-Ray disc, or even a other non-volatile Memory, such as a so-called flash ROM.
Unter einem Computer wird hierbei eine beliebige Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere eine Datenverarbeitungseinrichtung der Erstellungsvorrichtung, verstanden, mit der das Verfahren ausgeführt werden kann, wenn das Programm darauf ausgeführt wird. Insbesondere kann diese einen digitalen Signalprozessor und/oder einen programmierbaren Mikroprozessor aufweisen, mit dem das Verfahren ganz oder in Teilen ausgeführt wird. Der Prozessor kann mit einer Speichereinrichtung verbunden sein, in der das Computerprogramm und/oder Daten zur Ausführung des Computerprogramms gespeichert sind.In this case, a computer means any data processing device, in particular a data processing device of the creation device, with which the method can be executed when the program is executed thereon. In particular, this may comprise a digital signal processor and / or a programmable microprocessor, with which the method in whole or in part is performed. The processor may be connected to a memory device in which the computer program and / or data for executing the computer program are stored.
Die Erfindung kann vorteilhaft zur Ablation eines Soll-Ablationsprofils von biologischem Material, insbesondere der Cornea bei der laserchirurgischen Behandlung einer Fehlsichtigkeit des menschlichen Auges, beispielsweise mit PRK, LASIK oder LASEK, eingesetzt werden.The The invention may be advantageous for ablation of a desired ablation profile of biological material, in particular the cornea in the case of laser surgery Treatment of a refractive error of the human eye, for example with PRK, LASIK or LASEK.
Die Erfindung wird im folgenden noch näher beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be described in more detail by way of example with reference to the Drawings explained. Show it:
In
Das
Instrument verfügt
weiter über
eine Einrichtung
Die
Datenverarbeitungseinrichtung
Die
Datenverarbeitungseinrichtung
Bei den Schnittstellen für eine manuelle Eingabe kann es sich in physischer Hinsicht um eine einzige Schnittstelle handeln, an die, in den Figuren nicht gezeigt, eine Tastatur und ein Monitor, auf dem ein Eingabeprompt darstellbar ist, wenn entsprechende Daten eingelesen werden sollen, angeschlossen sind. Die Schnittstellen umfassen weiter entsprechende Module des Computerprogramms zum Einlesen der Daten von der Tastatur.at the interfaces for a manual input can be a physical one single interface to which, not shown in the figures, a keyboard and a monitor on which an input prompt can be displayed is, if appropriate data is to be read, attached are. The interfaces further comprise corresponding modules of the Computer program for reading the data from the keyboard.
Die
anderen Schnittstellen
Die
Steuereinrichtung
Der
Laser
Die
Ablenkeinrichtung
Sowohl
bei dem Laser
Zur
Angabe des Wassergehalts und des Soll-Ablationsprofils werden zwei
parallel zueinander ausgerichtete kartesische Koordinatensysteme
verwendet, deren x-y-Ebenen zusammenfallen. Die z-Achse ist dabei möglichst
in guter Näherung
parallel zu der optischen Achse des Auges ausgerichtet. Im Beispiel
wird zur einfacheren Darstellung angenommen, daß die Ursprünge der Koordinatensysteme
zusammenfallen, so daß die Koordinatensysteme
zusammenfallen und im folgenden nicht mehr unterschieden werden.
Fallen die Koordinatenursprünge
nicht zusammen, kann die Relativlage nach dem Einlesen der zum Wassergehalt
oder zum Soll-Ablationsprofil manuell eingegeben werden, woraufhin
die Daten in ein gemeinsames Koordinatensystem überführt werden können. Zur
Eingabe der Relativlage kann dann eine entsprechende Schnittstelle
vorgesehen sein. In
Die
Einrichtung
Die
Einrichtung
Zur
Ermittlung des Soll-Ablationsprofils kann die Einrichtung
Das Verfahren zur Erstellung eines Ablationsprogramms des ersten Ausführungsbeispiels beruht auf folgenden Überlegungen.The A method of creating an ablation program of the first embodiment based on the following considerations.
Um
das Soll-Ablationsprofil DSoll von dem Auge
Danach wird an einem Ort mit den Koordinaten (x, y) durch eine an diesem Ort auftreffende Laserstrahlung mit einer wirksamen Fluence F(x, y), das heißt Energie pro Fläche, Material bis in eine Tiefe DP gemäß folgender Formel abgetragen: Thereafter, at a location with the coordinates (x, y) by a laser radiation incident at this location with an effective fluence F (x, y), that is energy per area, material is removed to a depth D P according to the following formula:
Dabei
bezeichnen μ einen
materialabhängigen
Ablationskoeffizienten und Fthr einen ebenfalls
materialabhängigen
Ablationsschwellwert für
die Fluence, unterhalb dessen Laserstrahlung keinen Abtrag von Material
von dem Auge
Bei dem im Folgenden verwendeten einfachen Erstellungsverfahren für ein Ablationsprogramm wird davon ausgegangen, daß das Soll-Ablationsprofil in Einzelpuls-Ablationsvolumina, die bei Auftreffen eines Pulses entstehen, zerlegt werden kann. Die Erstellung des Ablationsprogramms beinhaltet dann die Bestimmung der Zielorte (x, y), auf die Pulse einer vorgegebenen Pulsenergie gelenkt werden müssen.at the simple method of creating an ablation program used in the following It is assumed that the Target ablation profile in single-pulse ablation volumes that are incident upon impact of a pulse, can be decomposed. The creation of the Ablation program then includes the determination of the destinations (x, y) are directed to the pulses of a given pulse energy have to.
Zur Erstellung eines Ablationsprogramms wird davon ausgegangen, daß ein Laserpuls ein Einzelpuls- bzw. Spot-Ablationsvolumen VPuls abträgt, das sich als Integral der Ablationstiefe DP über die gesamte Pulsfläche ergibt: To create an ablation program, it is assumed that a laser pulse ablates a single- pulse or spot ablation volume V pulse , which results as the integral of the ablation depth D P over the entire pulse area:
Das Integral erstreckt sich dabei über die mit "Spot" bezeichnete Fläche, in der DP > 0 ist.The integral extends over the area designated "Spot" in which D P > 0.
Im folgenden wird davon ausgegangen, daß die Fläche, in der DP > 0 ist, konstant ist und einen Flächeninhalt d2 hat. Es ist dann VPuls = d2 DP.In the following it is assumed that the area in which D P > 0 is constant and has an area d 2 . It is then V pulse = d 2 D P.
Bei einfachen Erstellungsverfahren, bei denen der Wassergehalt des zu ablatierenden Materials und insbesondere Variationen in dem Wassergehalt des zu ablatierenden Materials nicht berücksichtigt werden, ergibt sich für die Ablationstiefe DP,0 für einen Puls ohne Berücksichtigung des Wassergehalts: In the case of simple preparation methods in which the water content of the material to be ablated and in particular variations in the water content of the material to be ablated are not taken into account, the result for the ablation depth D P, 0 for a pulse without consideration of the water content is:
Dabei bezeichnet μ0 eine empirisch bestimmte, als konstant angenommene Ablationsrate. Die empirische Bestimmung kann dabei durch Untersuchung der Ablation an einer größeren Anzahl von verschiedenen Augen, bzw. deren Cornea, ermittelt werden.Μ 0 denotes an empirically determined ablation rate assumed to be constant. The empirical determination can be determined by examining the ablation on a larger number of different eyes, or their cornea.
Bei
Verwendung eines einfachen Verfahrens zur Erstellung eines Ablationsprogramms
wird davon ausgegangen, daß jeder
auf denselben Ort abgegebene Puls das gleiche Einzelpulsvolumen
bzw. die gleiche Einzelpulsablationstiefe DP,0 ablatiert,
wobei sich die Volumina addieren. Dies ist in
Tatsächlich hängt die
Ablationsrate μ jedoch
von dem Wassergehalt H in dem zu ablatierenden Material ab. In einem
einfachen, auf dem Blow-oft-Modell basierenden Modell ergibt sich
im Beispiel die Einzelpuls-Ablationstiefe DP,W für einen
Puls unter Berücksichtigung
des Wassergehalts des Materials zu wobei
die vom Wassergehalt H abhängige
Ablationsrate μ(H)
beispielsweise als proportional zu dem Wassergehalt H mit einer
Proporfionalitätskonstanten
k angenommen werden kann:
Der Wert der Proporfionalitätskonstante k ist dabei so gewählt, daß für einen bei den oben erwähnten Reihenuntersuchungen ermittelten mittleren Wassergehalt Hm der Cornea k·Hm =μ0 gilt.The value of the proportionality constant k is selected such that the mean water content H m of the cornea k · H m = μ 0 determined in the above-mentioned series investigations applies.
Tatsächlich kann
sich jedoch der Wassergehalt des zu ablatierenden Materials bzw.
Gewebes der Cornea ändern
in Abhängigkeit
von den Umgebungsbedingungen wie Luftfeuchte, Luftströmung über dem
Auge, Lufttemperatur und von den Ablationsbedingungen, beispielsweise
der Ablationsrate, der Anzahl der auf einen Zielort (xi,
yi) oder in dessen Nachbarschaft bereits
abgegebenen Pulse und der Fluence der Pulse. In diesem Ausführungsbeispiel
wird von folgendem Modell für
den Wassergehalt H von zu ablatierendem Material über einem
Zielort (xi, yi),
auf den bereits n(xi, yi)
Pulse abgegeben wurden, ausgegangen:
Der Parameter a beschreibt dabei den Wassergehalt an dem Zielort (x1, yi) vor Beginn der Ablation. Dieser Wassergehalt kann unter anderem von der Art der Behandlung, beispielsweise photorefraktive Keratektomie, LASIK, LASIK mit photodispruptiver Bildung eines abklappbaren Corneadeckels oder LASEK, den Eigenschaften des individuellen Auges und der Umgebungsbedingungen vor der Ablation abhängen. Der in diesem Ausführungsbeispiel als konstant angenommene Parameter b beschreibt die Änderung des Wassergehalts durch Abgabe von Pulsen auf den Ort (xi, yi). Insbesondere der Parameter b kann empirisch durch Reihenuntersuchungen gewonnen werden.The parameter a describes the water content at the target location (x 1 , y i ) before the beginning of the ablation. Among other things, this water content may depend on the type of treatment, for example photorefractive keratectomy, LASIK, LASIK with photodispruptive formation of a fold-down corneal cap or LASEK, the properties of the individual eye and the environmental conditions prior to ablation. The parameter b assumed to be constant in this embodiment describes the change in the water content by delivering pulses to the location (x i , y i ). In particular, the parameter b can be obtained empirically by screening.
Bei Abgabe von NW,i Pulsen auf den gleichen Zielort (xi, yi) summieren sich die Einzelpuls-Ablationstiefen, die nun durch Abhängigkeit von dem Wassergehalt H nicht mehr konstant sind, zu einer Gesamttiefe. Die Anzahl der NW,i kann so bestimmt werden, daß gerade die Soll-Ablationstiefe DSoll(xi, yi) an dem Ort (xi, yi) erreicht wird: When delivering N W, i pulses to the same target location (x i , y i ), the single-pulse ablation depths, which are now no longer constant as a function of the water content H, add up to a total depth. The number of N W, i can be determined so that the target ablation depth D target (x i , y i ) at the location (x i , y i ) is just reached:
Wie in Gleichung (8) dargestellt, kann bei Abgabe einer großen Anzahl von Pulsen auf den gleichen Ort die Summe näherungsweise durch ein Integral ersetzt werden, um die Summe näherungsweise, aber schneller berechnen zu können.As shown in equation (8), can when dispensing a large number from pulses to the same place the sum is approximated by an integral be replaced to approximate the sum, but to calculate faster.
Da die Ablationsrate mit zunehmender Anzahl von Pulsen zunimmt, ändert sich die tatsächlich erzielte Ablationstiefe bei Abgabe von NW,i Pulsen auf den Ort (xi, yi) mit jedem Puls und unterscheidet sich von dem Ni,0-fachen der Einzelpuls-Ablationstiefe DP,0 in dem einfachen Modell, bei dem der Wassergehalt nicht berücksichtigt wird.As the rate of ablation increases as the number of pulses increases, the actual ablation depth on delivery of N W, i pulses to the location (x i , y i ) varies with each pulse and differs from N i, 0 times the single pulse Ablation depth D P, 0 in the simple model, which does not take into account the water content.
Um
zur Erstellung des Ablationsprogramms ein einfaches, beispielsweise
bekanntes Erstellungsverfahren, bei dem der Wassergehalt nicht berücksichtigt
wird, einsetzen zu können,
wird daher eine Modifikationsfunktion M definiert, die zur Berechung
eines vorkompensiertes bzw. modifizierten Soll-Ablationsprofils DMod aus dem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil
DSoll dient:
Wie in den Formeln (9) und (10) ausgedrückt, hängt die Modifikationsfunktion von der Soll-Ablationstiefe DSoll(xi, yi), dem Parameter a und damit dem Wassergehalt des Materials vor der Ablation sowie dem Parameter b und damit der Änderung des Wassergehalts durch die Ablation ab. Darüber hinaus besteht eine Abhängigkeit von dem bei dem einfachen Erstellungsverfahren verwendeten Modell für DP,0.As expressed in formulas (9) and (10), the modification function depends on the target ablation depth D target (x i , y i ), the parameter a and thus the water content of the material before ablation and the parameter b and thus the Change in water content due to ablation. In addition, there is a dependency on the model used in the simple construction method for D P, 0 .
Insbesondere kann die Ablationswirkung eines Einzelpulses mit zunehmender Anzahl der auf den gleichen Ort abgegebenen Pulse zunehmen, so daß bei einer großen Soll-Ablationstiefe, die eine größere Anzahl von Einzelpulsen auf den gleichen Ort erfordert, weniger Einzelpulse zu verwenden sind, als gemäß der Formel (4) zu erwarten ist.Especially can the ablation effect of a single pulse with increasing number increase the delivered to the same place pulses, so that at a huge Target ablation depth, which is a larger number of Single pulses to the same place requires less individual pulses to be used as according to the formula (4) is to be expected.
Wird nun ein einfaches Erstellungsverfahren zur Erstellung des Ablationsprogramms aus dem vorkompensierten Soll-Ablationsprofil DMod verwendet, kompensiert der in DMod enthaltene Faktor M gerade die Fehler, die dadurch entstehen, daß der Wassergehalt in Formel (3) nicht berücksichtigt wird, so daß bei Ablation mit einem mittels des einfachen Erstellungsverfahrens aus dem vorkompensierten Soll-Ablationsprofil erstellten Ablationsprogramm in guter Näherung das vorgegebene Soll-Ablationsprofil erzielt wird.Now, if a simple creation method for creating the ablation program from the precompensated target ablation profile D mod is used, the factor M contained in D Mod compensates precisely for the errors that arise because the water content in formula (3) is not taken into account Ablation with a created by the simple method of preparation of the pre-compensated target ablation ablation program in good approximation, the predetermined target ablation profile is achieved.
Zur
Ermittlung der Orte, auf die Laserpulse abzugeben sind, können verschiedene
bekannte einfache Erstellungsverfahren verwendet werden, beispielsweise
die in
Zur
Ermittlung des Ablationsprogramms werden die in dem Ablaufdiagramm
in
Zunächst wird
in Schritt S10 das Soll-Ablationsprofil DSoll unter
Verwendung der Einrichtung
Diese
Daten werden dann in Schritt S12 über die Schnittstelle
Im
Beispiel nach den Schritten S10 und S12, in anderen Ausführungsbeispielen
aber auch vor diesen Schritten, werden in Schritt S14 mittels konfokaler
Raman-Spektroskopie ortsaufgelöst
Intensitäten
von Raman-Strahlung als Wassergehaltsmeßdaten erfaßt und diese Intensitäten wiedergebende
Daten zusammen mit entsprechenden Ortskoordinaten an die Datenverarbeitungseinrichtung
In
Schritt S16 werden die Wassergehaltsmeßdaten über die Schnittstelle
In
Schritt S18 werden dann über
die Schnittstelle
In dem Schritt S20 wird dann aus dem vorgegebenen Soll-Ablationsprofil DSoll ein vorkompensiertes Soll-Ablationsprofil DMod ermittelt. Dazu werden für alle Stützstellen, an denen das Soll-Ablationsprofil gegeben ist, die folgenden beiden Teilschritte ausgeführt: In dem Programmcode sind Werte für die Proportionalitätskonstante k und den Schwellwert für die Fluence Fthr gespeichert. Bezeichnet (xi, yi) den Ort, wird die durch die Formel (8) gegebene Gleichung unter Verwendung der durch das Soll-Ablationsprofil vorgegebenen Soll-Ablationstiefe DSoll(xi, yi) und der Werte a(xi, yi), b, k und F0/Fthr beispielsweise mittels eines Newton-Verfahrens zur Lösung nichtlinearer Gleichungen für die Pulsanzahl NW,i gelöst. Sollte a nicht an dem Ort (xi, yi) vorliegen, kann ein entsprechender Wert durch Interpolation erhalten werden. Dann wird der Wert M(DSoll(xi, yi)) der Modifikationsfunktion M gemäß Formel (10) ermittelt.In step S20, a pre-compensated desired ablation profile D Mod is then determined from the predetermined desired ablation profile D Soll . For this purpose, the following two partial steps are carried out for all support points at which the desired ablation profile is given: Values for the proportionality constant k and the threshold value for the fluence F thr are stored in the program code. If (x i , y i ) denotes the location, the equation given by the formula (8) is determined using the target ablation depth D target (x i , y i ) given by the target ablation profile and the values a (x i , y i ), b, k and F 0 / F thr are solved, for example, by means of a Newton method for the solution of nonlinear equations for the number of pulses N W, i . If a is not present at the location (x i , y i ), a corresponding value can be obtained by interpolation. Then, the value M (D target (x i , y i )) of the modification function M is determined according to formula (10).
In dem folgenden Teilschritt wird zur Bildung einer vorkompensierten Soll-Ablationstiefe DMod an dem Ort (xi, yi) die vorgegebene Soll-Ablationstiefe DSoll(xi, yi) mit dem Wert M(DSoll(xi, yi)) der Modifikationsfunktion multipliziert und als DMod(xi, yi) dem Ort (xi, yi) zugeordnet gespeichert.In the following sub-step, in order to form a pre-compensated setpoint ablation depth D Mod at the location (x i , y i ), the predetermined target ablation depth D setpoint (x i , y i ) with the value M (D setpoint (x i , y i )) of the modification function multiplied and stored as D mod (x i , y i ) associated with the location (x i , y i ).
Das vorkompensierte Soll-Ablationsprofil DMod ist dann durch die Orte (xi, yi) und die diesen zugeordneten vorkompensierten Soll-Ablationstiefen DMod(xi, yi) gegeben.The precompensated target ablation profile D Mod is then given by the locations (x i , y i ) and the pre-compensated target ablation depths D mod (x i , y i ) associated therewith.
In
dem folgenden Schritt S22 wird auf der Basis des modifizierten Soll-Ablationsprofils
DMod, der eingelesenen Fluence und des anderen
Strahlparameters und der Formel (3) ein Ablationsprogramm erstellt, wozu
ein Verfahren verwendet wird, das daher nicht den Wassergehalt des
Gewebes oder die Änderung
des Wassergehalts des Gewebes bei der Ablation berücksichtigt.
Beispielsweise kann das in
In
dem folgenden Schritt S26 werden dann von der Datenverarbeitungseinrichtung
Das Ablationsverfahren eignet sich sowohl für die photorefraktive Keratektomie als auch LASIK. Da bei diesen Verfahren Material in unterschiedlichen Schichten des Auges abgetragen wird, müssen dementsprechend gegebenenfalls unterschiedliche Soll-Ablationsprofile verwendet werden.The Ablation procedure is suitable for photorefractive keratectomy as well as LASIK. Because in this process material in different Layers of the eye is removed accordingly, if necessary different target ablation profiles are used.
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
für ein
Verfahren zur Bildung und Abgabe von Steuersignalen zur Ablation
gemäß einem
mit dem Verfahren erstellten Ablationsprogramm ist in den
Das
Verfahren zu Bildung und Abgabe von Steuersignalen, das das Verfahren
zur Erstellung eines Ablationsprogramms einschließt, weist
einige Schritte auf, die denen des in
In den Schritten S10 und S12 bzw. S14 und S16 werden also Daten zu dem Soll-Ablationsprofil bzw. dem Wassergehalt des Cornea-Gewebes vor der Ablation ermittelt und gespeichert.In Steps S10 and S12 or S14 and S16 thus become data the desired ablation profile or the water content of the corneal tissue determined and stored before ablation.
In dem dann folgenden Schritt S18 werden ein Strahlquerschnitt und ein voreingestellter Anfangsfluencewert F0 eingelesen.In the subsequent step S18, a beam cross-section and a preset initial fluence value F 0 are read.
In
dem folgenden Schritt S26 wird dann ein vorläufiges Ablationsprogramm auf
der Basis des eingelesenen Soll-Ablationsprofils, der eingelesenen
voreingestellten Fluence und des Strahlparameters erstellt, wobei
das hierzu verwendete einfache Erstellungsverfahren den Wassergehalt
der Cornea bzw. Variationen des Wassergehalts nicht berücksichtigt.
Insbesondere kann das oben erwähnte
Verfahren aus
Daraufhin
werden in Schritt S28 aus der Folge der Zielorte entsprechend dem
vorläufigen
Ablationsprogramm für
die entsprechenden Pulse modifizierte Fluence-Werte ermittelt und
den Zielorten unter Bildung des zu verwendenden Ablationsprogramms
zugeordnet. Nach Bildung eines modifizierten Fluence-Wertes wird
unmittelbar ein Steuersignal gebildet und an den Laser
Dabei
wird die Folge der Zielorte sukzessive abgearbeitet. Die entsprechenden
Teilschritte zur Ermittlung einer geänderten Fluence einen auf einen
Zielort (xj, yj)
abzugebenden Puls sind in
In Teilschritt S28a wird zunächst bei dem ersten Durchlauf der erste Zielort, bei späteren Durchläufen der nächste Zielort gemäß dem vorläufigen Ablationsprogramm ausgelesen. Dieser hat die Koordinaten (xj, yj), wobei j die Ordinalzahl des Zielortes in der Folge ist.In sub-step S28a, the first destination is first read in the first pass, and the next destination in later runs is read out according to the preliminary ablation program. This has the coordinates (x j , y j ), where j is the ordinal number of the destination in the sequence.
In
Teilschritt S28b wird dann durch Ansteuerung der Einrichtung
Die
Daten werden über
die Schnittstelle
In Teilschritt S28d wird dann ein geänderter Fluence-Wert für den auf den Zielort (xj, yj) abzugebenden Puls ermittelt, der dem Zielort zugeordnet ist. Der geänderte Fluence-Wert zusammen mit dem Zielort (xj, yj) bildet ein Element des schließlich zu verwendenden Ablationsprogramms.In sub-step S28d, a changed fluence value is then determined for the pulse to be output to the destination location (x j , y j ), which is assigned to the destination. The changed fluence value together with the target location (x j , y j ) forms an element of the finally to be used ablation program.
Der Fluence-Wert wird nun so geändert, daß bei Ablation mit der geänderten Fluence die Einzelpuls-Ablationstiefe erreicht wird, die bei Erstellung des vorläufigen Ablationsprogramms ohne die Berücksichtigung des Wassergehalts als Ablationstiefe für einen Einzelpuls angenommen wurde. Ausgehend von den oben angegebenen Gleichungen (1), (3) und (4) muß also die Gleichung DP,W(F) =DP,0(F0) nach F aufgelöst werden, wobei DP,W über μ(H) von dem Wassergehalt H an dem Zielort abhängt. Verwendet man die Modelle gemäß den Gleichungen (1), (3) und (4) erhält man die folgende Gleichung für die geänderte Fluence: The fluence value is then changed to achieve the single-pulse ablation depth when ablation with the altered fluence, which was assumed to be the ablation depth for a single pulse when the preliminary ablation program was established without consideration of water content. Starting from equations (1), (3) and (4) given above, the equation D P, W (F) = D P, 0 (F 0 ) must therefore be solved for F, where D P, W over μ ( H) depends on the water content H at the destination. Using the models according to equations (1), (3) and (4) one obtains the following equation for the changed fluence:
Diese Berechnung kann sehr schnell durchgeführt werden, so daß der Teilschritt S28d sehr schnell durchlaufen werden kann.These Calculation can be done very quickly, so that the sub-step S28d can be run through very quickly.
Es
können
entsprechende Steuersignale für
den Laser
Damit brauchen, bis auf das Modell für die Ablationstiefe, keinerlei Annahmen über den Wassergehalt der Cornea getroffen zu werden. Insbesondere können auch unvorhergesehene Änderungen des Wassergehalts während der Bildung und Abgabe der Steuersignale und damit der Ablation voll berücksichtigt werden.In order to need up to the model for the ablation depth, no assumptions about the water content of the cornea to be met. In particular, even unforeseen changes the water content during the formation and delivery of the control signals and thus the ablation fully considered become.
Eine
dritte Ausführungsform,
die eine Variante des zuvorgeschilderten Ausführungsbeispiels darstellt, ist
in
Die
Fluence des Lasers
Bei
einer anderen Variante kann statt des Modulators
Bei anderen Ausführungsformen der zuvor beschriebenen Verfahren kann der Ablationsschwellwert Fthr für die Fluence ebenfalls von dem Wassergehalt H abhängen.In other embodiments of the methods described above, the ablation threshold F thr for the fluence may also depend on the water content H.
Bei einer fünften bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuersignalbildungsverfahrens wird bei der Erstellung des Ablationsprogramms unmittelbar die Gleichung (9) verwendet, indem ein Muster von Zielorten vorgegeben wird und für jeden Zielort die Gleichung (9) als Funktion der Anzahl der abzugebenden Pulse NW,i gelöst wird.In a fifth preferred embodiment of a control signal generation method of the invention, equation (9) is used directly in the creation of the ablation program by specifying a pattern of target locations and solving equation (9) for each target location as a function of the number of pulses N W, i to be delivered becomes.
Bei
einer sechsten bevorzugten Ausführungsform
eines Steuersignalbildungsverfahrens wird über den Wassergehalt hinaus
auch noch die Neigung der Oberfläche
der Cornea gegenüber
dem Laserstrahl
Während bei
konventionellen Verfahren die wirksame Fluence F (x, y) als konstant über die
Fläche
des Pulses bzw. Spots angenommen wird, werden nun neben dem Einfluß des Wassergehalts
zwei weitere Einflüsse
gleichzeitig berücksichtigt.
Zum einen wird berücksichtigt,
daß durch
die Neigung der zu bearbeitenden Oberfläche die wirksame Fluence entsprechend
der Neigung gegenüber
der Fluence des Laserstrahls
Als
zweiter Effekt wird berücksichtigt,
daß die
wirksame Fluence entsprechend dem Intensitäts- bzw. Energieprofil des Pulses in einer
Ebene orthogonal zur Richtung des Laserstrahls
Damit ergibt sich das tatsächliche Einzelpuls-Ablationsvolumen aus der folgenden Formel: Thus, the actual single-pulse ablation volume is given by the following formula:
Das Einzelpuls-Ablationsvolumen hängt daher nichtlinear vom Neigungswinkel der Oberfläche und dem Fluenceprofil FP(x, y) ab.The single-pulse ablation volume therefore depends non-linearly on the angle of inclination of the surface and the fluence profile F P (x, y).
Bei
bekannten Einzelpuls-Ablationsvolumina kann mit bekannten einfachen
Erstellungsverfahren wie sie beispielsweise in
In
folgenden wird davon ausgegangen, daß sich das Ablationsprofil
wie auch der Wassergehalt räumlich
langsam gegenüber
der Länge
des Abstands d oder die Neigung langsam gegenüber dem Durchmesser des Laserstrahls
Die effektive Ablationstiefe ergibt sich dann durchThe effective depth of ablation then results
In Formel (9) braucht nun nur noch DP,W durch DM,Ist ersetzt zu werden, wobei VPuls,Ist unter Verwendung von Formel (14), in der DP durch DP,W ersetzt ist, ermittelt wird.In formula (9) now only D P, W needs to be replaced by D M, Ist , where V is pulse, is under use of formula (14) in which D P is replaced by D P, W is determined.
Zu
Ermittlung der Orte, auf die Laserpulse abzugeben sind, können verschiedene
bekannte Verfahren verwendet werden, beispielsweise die bereits
zuvor erwähnten,
in
Die
Berechnung der Modifikationsfunktion sei am Beispiel der Ablation
von einer sphärischen
Oberfläche
mit einem Laserstrahl mit einem Strahlprofil mit Gauß-Form erläutert (vgl.
Das Strahlprofil bzw. die Fluence ist durch die Formel beschrieben, wobei F0 der Spitzenwert der Fluence, r der radiale Abstand zum Zentrum des Strahlprofils und w der Abstand ist, nach dem das Profil relativ zu dem Wert im Zentrum auf 1/e abgefallen ist.The beam profile or fluence is given by the formula where F 0 is the peak of the fluence, r is the radial distance to the center of the beam profile and w is the distance after which the profile has dropped to 1 / e relative to the value in the center.
Damit ergibt sich für das Ist-Ablationsprofil eines Laserpulses, der orthogonal auf eine ebene Fläche auftrifft: so daß sich das Einzelpuls-Ablationsvolumen für diesen Puls zu berechnet. Als mittlere Tiefe des gewünschten Profils bei einem quadratischen Muster der Auftreffpunkte der Pulse bzw. Spot-Muster mit Kantenlänge a ist eine mittlere Tiefe der Ablation gemäß zu erwarten. Setzte man nun DE gleich DSoll so könnte d als Funktion des Ortes ermittelt werden.This results in the actual ablation profile of a laser pulse which impinges orthogonally on a flat surface: so that the single-pulse ablation volume for this pulse to calculated. As the average depth of the desired profile in a square pattern of the impingement points of the pulses with spot length a, an average depth of the ablation is shown in FIG expected. If you now set D E equal to D , then d could be determined as a function of the location.
Tatsächlich ist
die sphärische
Oberfläche
jedoch außer
im Zentrum gegenüber
dem als in hinreichend guter Näherung
parallel zur z-Achse einfallend angenommen Laserstrahl
Die Neigung der Oberfläche am Ort ρ führt nun dazu, daß sowohl der Spotabstand in der Neigungsrichtung als auch die Spotbreite w in Neigungsrichtung um den Faktor 1/cos(θ(ρ)) vergrößert werden. Daher ändert sich das Verhältnis w/d in der Gleichung für D nicht mit der Neigung. Es ändert sich jedoch die Fluence in dieser Gleichung. Weiterhin hängt μ nun vom Wassergehalt H, beispielsweise gemäß den Gleichungen (6) und (7), ab. Man erhält für das zu erwartende Tiefenprofil auf der sphärischen Fläche daher folgendes Ergebnis: The inclination of the surface at the location ρ now leads to the fact that both the spot distance in the direction of inclination and the spot width w in the direction of inclination are increased by the factor 1 / cos (θ (ρ)). Therefore, the ratio w / d in the equation for D does not change with the inclination. However, the fluence changes in this equation. Furthermore, μ now depends on the water content H, for example according to equations (6) and (7). The following result is obtained for the expected depth profile on the spherical surface:
Systematisch kann dieses Resultat auch dadurch erhalten werden, daß in der Formel für das Einzelpuls-Ablationsvolumen cos(θ) und μ = μ(H) als über die Spotfläche konstant angesehen wird.systematic This result can also be obtained by the fact that in the Formula for the single-pulse ablation volume cos (θ) and μ = μ (H) as constant over the spot area is seen.
In
Die
Einrichtung
Die
Datenverarbeitungseinrichtung
Zur
Ermittlung des Ablationsprogramms und zur Bildung und Abgabe der
Steuersignale werden die in dem Ablaufdiagramm in
In den Schritten S10 und S12 bzw. S14 und S16 werden also Daten zu dem Soll-Ablationsprofil bzw. dem Wassergehalt des Cornea-Gewebes vor der Ablation ermittelt und gespeichert.In Steps S10 and S12 or S14 and S16 thus become data the desired ablation profile or the water content of the corneal tissue determined and stored before ablation.
In
dem dann folgenden Schritt S18 werden ein Strahlradius w und ein
voreingestellter Fluence-Wert F0 eingelesen, der den Spitzenwert der Fluence über das
Gaußsche
Strahlprofil des Lasers
Dann
wird in dem folgenden Schritt S30 auf Ansteuerung durch die Datenverarbeitungseinrichtung
In
Schritt S32 werden diesen Daten dann über die Schnittstelle
Die folgenden Schritte entsprechen dann den Schritten des Verfahrens in dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch NW,i nun unter Verwendung der Formel (22) für DP,W in Gleichung (8) ermittelt wird.The following steps then correspond to the steps of the method in the first embodiment, but now N W, i is determined using formula (22) for D P, W in equation (8).
Auf diese Weise findet eine Vorkompensation sowohl in Bezug auf den Wassergehalt als auch die Neigung der Oberfläche und der Form des Strahlprofils derart statt, daß deren Einflüsse, die bei der Erstellung des Ablationsprogramms mit einem einfachen Erstellungsverfahren vernachlässigt werden, vorab ausgleichend bzw. vorkompensierend berücksichtigt werden und das Ist-Ablationsprofil dem Soll-Ablationsprofil sehr nahe kommt.On this way, there is a precompensation both in terms of Water content as well as the inclination of the surface and the shape of the beam profile such that their influences, when creating the ablation program with a simple Creation process neglected are taken into account, compensatory or precompensatory in advance and the actual ablation profile is very close to the target ablation profile comes.
Das Ablationsverfahren eignet sich sowohl für die photorefraktive Keratektomie als auch LASIK. Da bei diesen Verfahren Material in unterschiedlichen Schichten des Auges abgetragen wird, müssen entsprechend gegebenenfalls unterschiedliche Soll-Ablationsprofile verwendet werden.The Ablation procedure is suitable for photorefractive keratectomy as well as LASIK. Because in this process material in different Layers of the eye will be removed, as appropriate different target ablation profiles are used.
Der
Kohärenztomograph
der Einrichtung
In
einem anderen Ausführungsbeispiel
kann statt der Einrichtung
Alternativ
kann statt der Einrichtung
Weiter
kann eine Einrichtung zur Ermittlung der Luftfeuchte im Bereich
der Cornea vorgesehen sein, die über
eine Datenverbindung Feuchtedaten an die Datenverarbeitungseinrichtung
Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann in Abhängigkeit vom Wassergehalt auch die Wiederholrate, mit der Pulse auf das Material, bzw. die Cornea abgegeben werden, modifiziert werden.at further embodiments can depend on from the water content also the repetition rate, with the pulses on the material, or the cornea are delivered, modified.
Claims (36)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510013252 DE102005013252A1 (en) | 2005-03-22 | 2005-03-22 | Ablation program establishing method for correcting ametropia of human eye, involves establishing ablation program based on water concentration of surface to be ablated and pre-compensated set-point ablation profile |
US11/884,379 US9352415B2 (en) | 2005-02-15 | 2006-02-15 | Method for generating an ablation program, method for ablating a body and means for carrying out said method |
PCT/EP2006/001364 WO2006087180A2 (en) | 2005-02-15 | 2006-02-15 | Method for the establishment of an ablation program, method for the ablation of a member, and means for carrying out said methods |
EP06706967A EP1848389B1 (en) | 2005-02-15 | 2006-02-15 | Method for the establishment of an ablation program and means for carrying out said methods |
AT06706967T ATE516786T1 (en) | 2005-02-15 | 2006-02-15 | METHOD FOR PRODUCING AN ABLATION PROGRAM, DEPENDING ON THE SHAPE OF A LASER BEAM PROFILE AND ON AN INCLINE OF THE SURFACE TO BE ABLATED; MEANS OF PERFORMING THE PROCEDURES |
US15/166,354 US10960491B2 (en) | 2005-02-15 | 2016-05-27 | Method for generating an ablation program, method for ablating a body and means for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510013252 DE102005013252A1 (en) | 2005-03-22 | 2005-03-22 | Ablation program establishing method for correcting ametropia of human eye, involves establishing ablation program based on water concentration of surface to be ablated and pre-compensated set-point ablation profile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005013252A1 true DE102005013252A1 (en) | 2006-09-28 |
Family
ID=36973568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510013252 Withdrawn DE102005013252A1 (en) | 2005-02-15 | 2005-03-22 | Ablation program establishing method for correcting ametropia of human eye, involves establishing ablation program based on water concentration of surface to be ablated and pre-compensated set-point ablation profile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005013252A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009030464A1 (en) | 2009-06-23 | 2010-12-30 | Carl Zeiss Meditec Ag | Laser apparatus and method, in particular operating method for a laser apparatus, for generating irradiation control data for a pulsed laser |
DE102020133181A1 (en) | 2020-12-11 | 2022-06-15 | Schwind Eye-Tech-Solutions Gmbh | Method for providing control data for an ophthalmic surgical laser of a treatment device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001019303A1 (en) * | 1999-09-10 | 2001-03-22 | Haag-Streit Ag | Method and device for the photoablation of the cornea with a laser beam |
WO2001035881A1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Thomas Bende | Non-contact photoacoustic spectroscopy for photoablation control |
US20040172013A1 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-02 | Nidek Co., Ltd. | Ophthalmic laser surgical apparatus |
-
2005
- 2005-03-22 DE DE200510013252 patent/DE102005013252A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001019303A1 (en) * | 1999-09-10 | 2001-03-22 | Haag-Streit Ag | Method and device for the photoablation of the cornea with a laser beam |
WO2001035881A1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Thomas Bende | Non-contact photoacoustic spectroscopy for photoablation control |
US20040172013A1 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-02 | Nidek Co., Ltd. | Ophthalmic laser surgical apparatus |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009030464A1 (en) | 2009-06-23 | 2010-12-30 | Carl Zeiss Meditec Ag | Laser apparatus and method, in particular operating method for a laser apparatus, for generating irradiation control data for a pulsed laser |
DE102009030464B4 (en) | 2009-06-23 | 2022-04-14 | Carl Zeiss Meditec Ag | Laser device and method, in particular operating method for a laser device, for creating irradiation control data for a pulsed laser |
DE102020133181A1 (en) | 2020-12-11 | 2022-06-15 | Schwind Eye-Tech-Solutions Gmbh | Method for providing control data for an ophthalmic surgical laser of a treatment device |
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